ES2909715T3 - Electrode Array Preparation Method - Google Patents

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ES2909715T3 ES17852307T ES17852307T ES2909715T3 ES 2909715 T3 ES2909715 T3 ES 2909715T3 ES 17852307 T ES17852307 T ES 17852307T ES 17852307 T ES17852307 T ES 17852307T ES 2909715 T3 ES2909715 T3 ES 2909715T3
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Ranshi Wang
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Abstract

Un método de preparación de un conjunto de electrodos, que comprende las etapas de: 1) secar previamente un separador al vacío a una presión inferior a 25 kPa y una temperatura de 50 °C a 150 °C en una cámara de secado para obtener un separador presecado; 2) apilar al menos un ánodo, al menos un cátodo y al menos un separador presecado interpuesto entre el al menos un ánodo y al menos un cátodo para obtener el conjunto de electrodos; 3) secar el conjunto de electrodos al vacío a una temperatura de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 150 °C; 4) llenar la cámara de secado con aire seco o gas inerte; y 5) repetir las etapas 3) y 4) al menos 5 veces; en donde cada iteración de la etapa 3) dura un período de tiempo de 5 minutos a 12 horas; en donde el contenido de agua del separador presecado es inferior a 80 ppm en peso, basado en el peso total del separador presecado, medido por valoración coulométrica de Karl-Fischer.A method of preparing an electrode array, comprising the steps of: 1) pre-drying a vacuum separator at a pressure of less than 25 kPa and a temperature of 50°C to 150°C in a drying chamber to obtain a pre-dried separator; 2) stacking at least one anode, at least one cathode and at least one pre-dried separator interposed between the at least one anode and at least one cathode to obtain the set of electrodes; 3) drying the electrode assembly under vacuum at a temperature of about 70°C to about 150°C; 4) fill the drying chamber with dry air or inert gas; and 5) repeating steps 3) and 4) at least 5 times; where each iteration of step 3) lasts a period of time from 5 minutes to 12 hours; wherein the water content of the predried trap is less than 80 wppm, based on the total weight of the predried trap, as measured by coulometric Karl-Fischer titration.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Método de preparación de conjuntos de electrodosElectrode Array Preparation Method

Campo de la invenciónfield of invention

La presente invención se refiere a baterías de iones de litio en la aplicación del área de la energía sostenible. Más particularmente, esta invención se refiere a métodos de preparación de conjuntos de electrodos.The present invention relates to lithium ion batteries in the area of sustainable energy application. More particularly, this invention relates to methods of preparing electrode assemblies.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Las baterías de ion litio (BIL) han despertado un interés considerable en los dos últimos decenios para un amplio abanico de aplicaciones en dispositivos electrónicos portátiles, tales como teléfonos celulares y ordenadores portátiles. Debido al rápido desarrollo del mercado de vehículos eléctricos (VE) y al almacenamiento de energía de la red, alto rendimiento, las BIL de bajo coste ofrecen actualmente una de las opciones más prometedoras para dispositivos de almacenamiento de energía a gran escala.Lithium ion batteries (LIBs) have attracted considerable interest in the last two decades for a wide range of applications in portable electronic devices such as cell phones and laptop computers. Due to the rapid development of the electric vehicle (EV) market and grid energy storage, high-performance, low-cost BILs currently offer one of the most promising options for large-scale energy storage devices.

En la actualidad, los electrodos se preparan dispersando polvos finos de un material activo del electrodo de batería, un agente conductor y un material aglutinante en un disolvente apropiado. La dispersión puede ser revestida en un colector de corriente, tal como una lámina metálica de cobre o aluminio, y luego secada a una temperatura elevada para eliminar el disolvente. Las hojas del cátodo y del ánodo se apilan o enrollan posteriormente con el separador que separa el cátodo y el ánodo para formar una batería. El separador es una barrera física interpuesta entre el ánodo y el cátodo, que impide el contacto físico entre ellos.Currently, electrodes are prepared by dispersing fine powders of a battery electrode active material, a conductive agent, and a binding material in an appropriate solvent. The dispersion can be coated on a current collector, such as copper or aluminum foil, and then dried at an elevated temperature to remove the solvent. The cathode and anode sheets are then stacked or rolled with the separator separating the cathode and anode to form a battery. The separator is a physical barrier interposed between the anode and the cathode, which prevents physical contact between them.

El proceso de fabricación de una batería de ion litio es sensible a la humedad. Una batería con un alto contenido de agua conduce a una importante atenuación del rendimiento electroquímico y afecta a la estabilidad de la batería. La humedad en una batería puede tener su origen en varias fuentes. Una posible fuente de humedad proviene del separador. El separador puede absorber humedad durante la fabricación, el almacenamiento y el transporte. Este es particularmente el caso cuando el separador se coloca y almacena en un ambiente húmedo. Para abordar la delicada cuestión de la humedad del conjunto de electrodos, es importante secar el separador antes de formar un conjunto de electrodos para reducir así el contenido de agua en la batería.The manufacturing process for a lithium ion battery is sensitive to moisture. A battery with a high water content leads to significant attenuation of electrochemical performance and affects battery stability. Moisture in a battery can originate from various sources. A possible source of moisture is from the separator. The separator can absorb moisture during manufacturing, storage, and transportation. This is particularly the case when the separator is placed and stored in a humid environment. To address the sensitive issue of electrode array moisture, it is important to dry the separator before forming an electrode array to reduce the water content in the battery.

La patente coreana N.° 101497348 B1 describe un método para preparar un conjunto de electrodos. El método comprende las etapas de formar un laminado apilando un cátodo, un ánodo y un separador interpuesto entre los dos electrodos; calentar el laminado; y presurizar el laminado calentado. El proceso de calentamiento funde parte de las fibras del separador para poder combinar los electrodos y el separador. Sin embargo, este método no seca el separador antes de ensamblarlo.Korean Patent No. 101497348 B1 describes a method for preparing an electrode assembly. The method comprises the steps of forming a laminate by stacking a cathode, an anode and a spacer interposed between the two electrodes; heat the laminate; and pressurizing the heated laminate. The heating process melts part of the separator fibers so that the electrodes and separator can be combined. However, this method does not dry the separator before it is assembled.

La patente coreana N.° 101495761 B1 describe un método para preparar un conjunto de electrodos. El método comprende las etapas de preparar las placas de electrodos negativos y positivos; disponer una placa de electrodos positivos, una placa de electrodos negativos y un separador para formar un conjunto de electrodos; formar un rollo enrollando el conjunto de electrodos; secar el rollo. Sin embargo, este método tampoco seca el separador antes de ensamblarlo.Korean Patent No. 101495761 B1 describes a method for preparing an electrode assembly. The method comprises the steps of preparing the negative and positive electrode plates; arranging a positive electrode plate, a negative electrode plate and a spacer to form an electrode assembly; forming a roll by winding the electrode assembly; dry the roll However, this method also does not dry the spacer before it is assembled.

La patente coreana N.° 100759543 B1 describe un método para preparar un conjunto de electrodos de una batería de polímero de iones de litio. El método comprende las etapas de preparar una placa de electrodos positivos y una placa de electrodos negativos; preparar un separador; calentar el separador; e interponer el separador calentado entre las dos placas de electrodos, en donde el separador se calienta a una temperatura elevada durante 1-3 minutos. Sin embargo, el proceso de calentamiento se usa para eliminar la tensión residual dentro del separador para evitar la contracción del separador debido al sobrecalentamiento de la batería.Korean Patent No. 100759543 B1 describes a method for preparing an electrode assembly of a lithium ion polymer battery. The method comprises the steps of preparing a positive electrode plate and a negative electrode plate; prepare a separator; heat the separator; and interposing the heated separator between the two electrode plates, wherein the separator is heated at a high temperature for 1-3 minutes. However, the heating process is used to remove residual stress within the separator to prevent separator shrinkage due to battery overheating.

La ausencia de un proceso de presecado de los separadores en el método existente introduce agua en los conjuntos de electrodos, lo cual puede afectar a la estabilidad del ciclo y a la intensidad de corriente de las BIL. En vista de lo anterior, sigue existiendo la necesidad de desarrollar un método para secar los separadores de las BIL hasta conseguir un bajo contenido de agua antes de ensamblarlos en un conjunto de electrodos.The absence of a pre-drying process for the separators in the existing method introduces water into the electrode assemblies, which can affect cycle stability and LIB current intensity. In view of the foregoing, there remains a need to develop a method of drying LIB separators to a low water content prior to assembling them into an electrode assembly.

Sumario de la invenciónSummary of the invention

Las necesidades antes mencionadas se satisfacen mediante diversos aspectos y realizaciones divulgados en el presente documento.The aforementioned needs are met by various aspects and embodiments disclosed herein.

En un aspecto, en el presente documento se proporciona un método de preparación de un conjunto de electrodos, que comprende las etapas de:In one aspect, there is provided herein a method of preparing an electrode assembly, comprising the steps of:

1) secar previamente un separador al vacío a una temperatura de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 150 °C en una cámara de secado para obtener un separador presecado; 1) pre-drying a separator under vacuum at a temperature of from about 50°C to about 150°C in a drying chamber to obtain a pre-dried separator;

2) apilar al menos un ánodo, al menos un cátodo, y al menos un separador presecado interpuesto entre el al menos un ánodo y al menos un cátodo para obtener el conjunto de electrodos; y2) stacking at least one anode, at least one cathode, and at least one pre-dried spacer interposed between the at least one anode and at least one cathode to obtain the set of electrodes; Y

3) secar el conjunto de electrodos.3) Dry the electrode array.

En algunas realizaciones, el separador es una tela no tejida que consiste en fibras naturales o poliméricas, y en donde las fibras poliméricas tienen un punto de fusión de 200 °C o superior.In some embodiments, the spacer is a nonwoven fabric consisting of natural or polymeric fibers, and wherein the polymeric fibers have a melting point of 200°C or higher.

En determinadas realizaciones, el separador está hecho de una tela no tejida de fibras poliméricas seleccionadas del grupo que consiste en poliolefina, polietileno, polietileno de alta densidad, polietileno lineal de baja densidad, polietileno de baja densidad, polietileno de peso molecular ultraalto, polipropileno, copolímero de polipropileno/polietileno, polibutileno, polipenteno, poliacetal, poliamida, policarbonato, poliimida, poliéter éter cetona, polisulfonas, óxido de polifenileno, sulfuro de polifenileno, poliacrilonitrilo, fluoruro de polivinilideno, polioximetileno, polivinilpirrolidona, poliéster, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, naftaleno de polietileno, naftalato de polibutileno y combinaciones de los mismos.In certain embodiments, the spacer is made from a nonwoven fabric of polymeric fibers selected from the group consisting of polyolefin, polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, low-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, polypropylene, polypropylene/polyethylene copolymer, polybutylene, polypentene, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyether ether ketone, polysulfones, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyoxymethylene, polyvinylpyrrolidone, polyester, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate polybutylene, polyethylene naphthalene, polybutylene naphthalate, and combinations thereof.

En algunas realizaciones, el separador se seca previamente durante un período de tiempo de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 12 horas, o de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 8 horas.In some embodiments, the separator is pre-dried for a period of time from about 2 hours to about 12 hours, or from about 2 hours to about 8 hours.

En determinadas realizaciones, el separador se seca previamente a una presión inferior a 25 kPa, inferior a 15 kPa, inferior a 10 kPa, o inferior a 5 kPa.In certain embodiments, the separator is pre-dried at a pressure of less than 25 kPa, less than 15 kPa, less than 10 kPa, or less than 5 kPa.

En algunas realizaciones, la cámara de secado se llena con aire seco o gas inerte después de la etapa 1).In some embodiments, the drying chamber is filled with dry air or inert gas after step 1).

En determinadas realizaciones, la etapa 1) y la etapa de llenado de gas se repiten al menos 2 veces.In certain embodiments, step 1) and the gas filling step are repeated at least 2 times.

En algunas realizaciones, el separador comprende un material base poroso y una capa porosa protectora revestida en una o ambas superficies del material base poroso, en donde la capa porosa protectora comprende un material aglutinante y una carga inorgánica, y en donde la resistencia al despegado entre el material base poroso y la capa porosa protectora es de 0,04 N/cm o más, o de 0,1 N/cm o más.In some embodiments, the spacer comprises a porous base material and a protective porous layer coated on one or both surfaces of the porous base material, wherein the protective porous layer comprises a binder material and an inorganic filler, and wherein the peel strength between the porous base material and the protective porous layer is 0.04 N/cm or more, or 0.1 N/cm or more.

En determinadas realizaciones, la carga inorgánica se selecciona del grupo que consiste en AhO3, SiO2, TiO2, ZrO2, BaOx, ZnO, CaCO3, TiN, AlN, MTO3, K2OnTiO2, Na2OmTiO2, y combinaciones de los mismos, en donde X es 1 o 2; M es Ba, Sr o Ca; n es 1, 2, 4, 6 u 8; y m es 3 o 6.In certain embodiments, the inorganic filler is selected from the group consisting of AhO3, SiO2, TiO2, ZrO2, BaOx, ZnO, CaCO3, TiN, AlN, MTO3, K2OnTiO2, Na2OmTiO2, and combinations thereof, where X is 1 or two; M is Ba, Sr or Ca; n is 1, 2, 4, 6 or 8; and m is 3 or 6.

En algunas realizaciones, el material aglutinante se selecciona del grupo que consiste en caucho de estirenobutadieno, caucho de estireno-butadieno acrilado, copolímero de acrilonitrilo, caucho de acrilonitrilo-butadieno, caucho de nitrilo y butadieno, copolímero de acrilonitrilo-estireno-butadieno, caucho de acrilo, caucho de butilo, caucho de flúor, politetrafluoroetileno, polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno/propileno, polibutadieno, óxido de polietileno, polietileno clorosulfonado, polivinilpirrolidona, polivinilpiridina, alcohol polivinílico, acetato de polivinilo, poliepiclorohidrina, polifosfaceno, poliacrilonitrilo, poliestireno, látex, resinas acrílicas, resinas fenólicas, resinas epoxídicas, carboximetilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, acetato de celulosa, acetato butirato de celulosa, propionato acetato de celulosa, cianoetilcelulosa, cianoetilsacarosa, poliéster, poliamida, poliéter, poliimida, policarboxilato, ácido policarboxílico, ácido poliacrílico, poliacrilato, ácido polimetacrílico, polimetacrilato, poliacrilamida, poliuretano, polímero fluorado, polímero clorado, una sal de ácido algínico, fluoruro de polivinilideno, poli(fluoruro de vinilideno)-hexafluoropropeno, y combinaciones de los mismos.In some embodiments, the binder material is selected from the group consisting of styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer, rubber. acrylic, butyl rubber, fluorine rubber, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene/propylene copolymers, polybutadiene, polyethylene oxide, chlorosulfonated polyethylene, polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyridine, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyepichlorohydrin, polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene , latex, acrylic resins, phenolic resins, epoxy resins, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, polyester, polyamide, polyether, polyimide, polycarboxylate, polycarboxylic acid, polyacrylic acid, polyac rylate, polymethacrylic acid, polymethacrylate, polyacrylamide, polyurethane, fluoropolymer, chlorinated polymer, alginic acid salt, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropene, and combinations thereof.

En determinadas realizaciones, la proporción en peso entre la carga inorgánica y el material aglutinante es de aproximadamente 99:1 a aproximadamente 1:1.In certain embodiments, the weight ratio of inorganic filler to binder material is from about 99:1 to about 1:1.

En algunas realizaciones, el separador tiene un grosor de aproximadamente 1 pm a aproximadamente 80 pm.In some embodiments, the spacer is from about 1 µm to about 80 µm thick.

En determinadas realizaciones, el separador tiene una porosidad de aproximadamente 40 % a aproximadamente 97 %.In certain embodiments, the separator has a porosity of from about 40% to about 97%.

En algunas realizaciones, el conjunto de electrodos se seca a una presión inferior a 25 kPa, inferior a 15 kPa, inferior a 10 kPa, o inferior a 5 kPa.In some embodiments, the electrode array is dried at a pressure of less than 25 kPa, less than 15 kPa, less than 10 kPa, or less than 5 kPa.

En determinadas realizaciones, el conjunto de electrodos se seca durante un período de tiempo de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 24 horas, o de aproximadamente 4 horas a aproximadamente 12 horas.In certain embodiments, the electrode assembly is dried for a period of time from about 2 hours to about 24 hours, or from about 4 hours to about 12 hours.

En algunas realizaciones, el conjunto de electrodos se seca a una temperatura de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 150 °C.In some embodiments, the electrode array is dried at a temperature of from about 70°C to about 150°C.

En determinadas realizaciones, el contenido de agua del separador es más de 500 ppm en peso, basado en el peso total del separador.In certain embodiments, the water content of the separator is greater than 500 ppmw, based on the weight entire separator.

En algunas realizaciones, el contenido de agua del separador presecado es inferior a 50 ppm en peso, basado en el peso total del separador presecado.In some embodiments, the water content of the pre-dried separator is less than 50 ppm by weight, based on the total weight of the pre-dried separator.

En determinadas realizaciones, el contenido de agua del conjunto de electrodos seco es inferior a 20 ppm en peso, basado en el peso total del conjunto de electrodos seco.In certain embodiments, the water content of the dry electrode assembly is less than 20 ppm by weight, based on the total weight of the dry electrode assembly.

En otro aspecto, se proporciona en el presente documento una batería de litio que comprende el conjunto de electrodos preparado por el método divulgado en el presente documento.In another aspect, a lithium battery comprising the electrode assembly prepared by the method disclosed herein is provided herein.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La figura 1 representa el rendimiento de ciclo de una celda electroquímica que contiene un conjunto de electrodos preparada mediante el método descrito en el Ejemplo 2.Figure 1 represents the cycle performance of an electrochemical cell containing an electrode array prepared by the method described in Example 2.

La figura 2 representa el rendimiento de ciclo de una celda electroquímica que contiene un conjunto de electrodos preparada mediante el método descrito en el Ejemplo 4.Figure 2 represents the cycle performance of an electrochemical cell containing an electrode array prepared by the method described in Example 4.

La figura 3 representa el rendimiento de ciclo de una celda electroquímica que contiene un conjunto de electrodos preparada mediante el método descrito en el Ejemplo 6.Figure 3 represents the cycling performance of an electrochemical cell containing an electrode array prepared by the method described in Example 6.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

En el presente documento se proporciona un método de preparación de un conjunto de electrodos, que comprende las etapas de:A method of preparing an electrode assembly is provided herein, comprising the steps of:

1) secar previamente un separador al vacío a una temperatura de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 150 °C en una cámara de secado para obtener un separador presecado;1) pre-drying a separator under vacuum at a temperature of from about 50°C to about 150°C in a drying chamber to obtain a pre-dried separator;

2) apilar al menos un ánodo, al menos un cátodo, y al menos un separador presecado interpuesto entre el al menos un ánodo y al menos un cátodo para obtener el conjunto de electrodos; y2) stacking at least one anode, at least one cathode, and at least one pre-dried spacer interposed between the at least one anode and at least one cathode to obtain the set of electrodes; Y

3) secar el conjunto de electrodos.3) Dry the electrode array.

El término "electrodo" se refiere a un "cátodo" o a un "ánodo".The term "electrode" refers to a "cathode" or an "anode".

La expresión "electrodo positivo" se utiliza indistintamente con cátodo. Asimismo, la expresión "electrodo negativo" se usa indistintamente con ánodo.The term "positive electrode" is used interchangeably with cathode. Likewise, the term "negative electrode" is used interchangeably with anode.

La expresión "material aglutinante" se refiere a un producto químico o sustancia que se puede usar para mantener en su lugar el material del electrodo activo de la batería y el agente conductor, o a un producto químico o sustancia que se usa para unir una carga inorgánica a un material base poroso y entre sí.The term "binding material" refers to a chemical or substance that can be used to hold the battery's active electrode material and conductive agent in place, or a chemical or substance that is used to bind an inorganic charge. to a porous base material and to each other.

La expresión "material aglutinante a base de agua" se refiere a un polímero aglutinante soluble en agua o dispersable en agua. Algunos ejemplos no limitantes del material aglutinante a base de agua incluyen caucho de estirenobutadieno, caucho de estireno-butadieno acrilado, caucho de acrilonitrilo-butadieno, caucho de acrilo, caucho de butilo, caucho de flúor, politetrafluoroetileno, polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno/propileno, polibutadieno, óxido de polietileno, polivinilpirrolidona, poliepiclorohidrina, polifosfaceno, poliacrilonitrilo, poliestireno, copolímeros de etileno/propileno/dieno, polivinilpiridina, polietileno clorosulfonado, látex, resinas de poliéster, resinas acrílicas, resinas fenólicas, resinas epoxídicas, alcohol polivinílico, carboximetilcelulosa, hidroxipropilcelulosa y combinaciones de los mismos.The term "water-based binder material" refers to a water-soluble or water-dispersible binder polymer. Some non-limiting examples of the water-based binder material include styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acryl rubber, butyl rubber, fluorine rubber, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene copolymers /propylene, polybutadiene, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyepichlorohydrin, polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene, ethylene/propylene/diene copolymers, polyvinylpyridine, chlorosulfonated polyethylene, latex, polyester resins, acrylic resins, phenolic resins, epoxy resins, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, and combinations thereof.

La expresión "material aglutinante de base orgánica" se refiere a un aglutinante disuelto o dispersado en un disolvente orgánico, en particular, N-metil-2-pirrolidona (NMP). Algunos ejemplos no limitantes del material aglutinante de base orgánica incluyen politetrafluoroetileno (PTFE), polímero de perfluoroalcoxi (PFA), fluoruro de polivinilideno (PVDF), copolímero de tetrafluoroetileno (TFE) y hexafluoropropileno (HFP), copolímero de etileno-propileno fluorado (FEP), terpolímero de tetrafluoroetileno, hexafluoropropileno y fluoruro de vinilideno, y combinaciones de los mismos.The term "organic-based binder material" refers to a binder dissolved or dispersed in an organic solvent, in particular, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). Some non-limiting examples of the organic-based binder material include polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxy polymer (PFA), polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene (TFE) and hexafluoropropylene (HFP) copolymer, fluorinated ethylene-propylene copolymer (FEP ), terpolymer of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, and vinylidene fluoride, and combinations thereof.

La expresión "agente conductor" se refiere a un producto químico o sustancia que mejora la propiedad de conducción eléctrica de un electrodo.The term "conductive agent" refers to a chemical or substance that enhances the electrically conductive property of an electrode.

El término "aplicar" como se utiliza en el presente documento se refiere a un acto de colocar o esparcir una sustancia sobre una superficie.The term "apply" as used herein refers to an act of placing or spreading a substance onto a surface.

La expresión "revestimiento con rasqueta" se refiere a un proceso para la fabricación de películas de gran área sobre sustratos rígidos o flexibles. El grosor del recubrimiento se puede controlar mediante una anchura de separación ajustable entre una paleta de recubrimiento y una superficie de recubrimiento, que permite la deposición de espesores de capa húmeda variables.The term "squeegee coating" refers to a process for making large-area films on rigid or flexible substrates. The thickness of the coating can be controlled by an adjustable gap width between a coating paddle and a coating surface, which allows the deposition of variable wet film thicknesses.

La expresión "colector de corriente" se refiere a un soporte para revestir el material activo del electrodo de batería y un conductor con alta concentración de electrones químicamente inactivo para mantener una corriente eléctrica que fluye hacia los electrodos durante la carga o descarga de una batería secundaria.The term "current collector" refers to a support for coating the active material of the battery electrode and a chemically inactive high concentration electron conductor to maintain an electrical current flowing to the electrodes during the charging or discharging of a secondary battery. .

La expresión "presecado" se refiere a un acto de eliminar el disolvente o agua de un material.The term "pre-drying" refers to an act of removing solvent or water from a material.

La expresión "contenido de agua" se usa indistintamente con contenido de humedad.The term "water content" is used interchangeably with moisture content.

La expresión "conjunto de electrodos" se refiere a una estructura que comprende al menos un electrodo positivo, al menos un electrodo negativo y al menos un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo. The term "electrode array" refers to a structure comprising at least one positive electrode, at least one negative electrode, and at least one spacer interposed between the positive electrode and the negative electrode.

La expresión "temperatura ambiente" se refiere a temperaturas interiores de aproximadamente 18 °C a aproximadamente 30 °C, por ejemplo, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 o 30 °C. En algunas realizaciones, temperatura ambiente se refiere a una temperatura de aproximadamente 20 °C /-1 °C o /- 2 °C o /- 3 °C. En otras realizaciones, temperatura ambiente se refiere a una temperatura de aproximadamente 22 °C o aproximadamente 25 °C.The term "room temperature" refers to interior temperatures from about 18°C to about 30°C, for example, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 or 30 °C In some embodiments, room temperature refers to a temperature of about 20°C /-1°C or /-2°C or /-3°C. In other embodiments, room temperature refers to a temperature of about 22°C or about 25°C.

La expresión "presión atmosférica"se refiere a la presión ejercida por el peso de la atmósfera, que tiene un valor medio de 101.325 Pa al nivel del mar.The expression "atmospheric pressure" refers to the pressure exerted by the weight of the atmosphere, which has an average value of 101,325 Pa at sea level.

La expresión "tasa C" se refiere a la tasa de carga o descarga de una celda o batería, expresado en términos de su capacidad de almacenamiento total en Ah o mAh. Por ejemplo, una tasa de 1 C significa la utilización de toda la energía almacenada en una hora; 0,1 C significa la utilización del 10 % de la energía en una hora y la energía completa en 10 horas; y 5 C significa la utilización de energía completa en 12 minutos.The term "C-rate" refers to the charge or discharge rate of a cell or battery, expressed in terms of its total storage capacity in Ah or mAh. For example, a rate of 1 C means the use of all the stored energy in one hour; 0.1 C means 10% power utilization in one hour and full power in 10 hours; and 5 C means full energy utilization in 12 minutes.

La expresión "amperios-hora (Ah)" se refiere a una unidad usada para especificar la capacidad de almacenamiento de una batería. Por ejemplo, una batería con capacidad de 1 Ah puede suministrar una corriente de un amperio durante una hora o 0,5 A durante dos horas, etc. Por lo tanto, 1 amperio-hora (Ah) es el equivalente a 3600 culombios de carga eléctrica. De manera similar, el término "miliamperio-hora (mAh)" también se refiere a una unidad de la capacidad de almacenamiento de una batería y es 1/1.000 de un amperio-hora.The expression "ampere-hours (Ah)" refers to a unit used to specify the storage capacity of a battery. For example, a battery with a capacity of 1 Ah can supply a current of one amp for one hour or 0.5 A for two hours, etc. Therefore, 1 ampere-hour (Ah) is the equivalent of 3,600 coulombs of electrical charge. Similarly, the term "milliamp-hour (mAh)" also refers to a unit of a battery's storage capacity and is 1/1,000th of an amp-hour.

La expresión "vida cíclica de la batería" se refiere al número de ciclos completos de carga/descarga que una batería puede realizar antes de que su capacidad nominal caiga por debajo del 80 % de su capacidad asignada inicial. The term "battery cyclic life" refers to the number of complete charge/discharge cycles a battery can complete before its rated capacity drops below 80% of its initial rated capacity.

En la siguiente descripción, todos los números desvelados en el presente documento son valores aproximados, independientemente de si se usa la palabra "aproximadamente" o "aproximado" en relación con los mismos. Pueden variar en un 1 por ciento, 2 por ciento, 5 por ciento o, a veces, del 10 al 20 por ciento. Siempre que se desvela un intervalo numérico con un límite inferior, RL y un límite superior, Ru, se desvela específicamente cualquier número que se encuentre dentro del intervalo. En particular, se desvelan específicamente los siguientes números dentro del intervalo: R=RLk*(RU-RL), en donde k es una variable que varía del 1 por ciento al 100 por ciento con un aumento del 1 por ciento, es decir, k es 1 por ciento, 2 por ciento, 3 por ciento, 4 por ciento, 5 por ciento,..., 50 por ciento, 51 por ciento, 52 por ciento,..., 95 por ciento, 96 por ciento, 97 por ciento, 98 por ciento, 99 por ciento o 100 por ciento. Aún más, también se desvela específicamente cualquier intervalo numérico definido por dos números R como se define en lo anterior.In the following description, all numbers disclosed herein are approximate values, regardless of whether the word "about" or "approximate" is used in connection therewith. They can vary by 1 percent, 2 percent, 5 percent, or sometimes 10 to 20 percent. Whenever a numerical range with a lower limit, RL, and an upper limit, Ru, is disclosed, any number that falls within the range is specifically disclosed. In particular, the following numbers within the range are specifically disclosed: R=RLk*(RU-RL), where k is a variable ranging from 1 percent to 100 percent with a 1 percent increase, that is, k is 1 percent, 2 percent, 3 percent, 4 percent, 5 percent,..., 50 percent, 51 percent, 52 percent,..., 95 percent, 96 percent, 97 percent, 98 percent, 99 percent, or 100 percent. Still further, any numerical range defined by two R numbers as defined above is also specifically disclosed.

Polímeros tales como nylon, poliamida, poliéster y alcohol polivinílico son conocidos por ser higroscópicos y absorben la humedad durante la fabricación o durante el almacenamiento en una atmósfera de aire. Estos polímeros volverán a absorber la humedad durante el transporte. Sin embargo, el control de la humedad durante el transporte es complejo y caro. Por lo tanto, los separadores fabricados con estos materiales deben secarse antes de su posterior procesamiento. En general, los separadores se secan después de ensamblarlos en un conjunto de electrodos. Sin embargo, ha sido difícil secar a fondo todos los materiales, incluidos el cátodo, el ánodo y el separador, simultáneamente hasta un bajo contenido de humedad después del montaje. Esto es especialmente cierto cuando los separadores se han almacenado en condiciones húmedas antes de ensamblarlos.Polymers such as nylon, polyamide, polyester, and polyvinyl alcohol are known to be hygroscopic and absorb moisture during manufacture or during storage in an air atmosphere. These polymers will re-absorb moisture during transport. However, humidity control during transport is complex and expensive. Therefore, spacers made from these materials must be dried before further processing. In general, the separators are dried after they are assembled into an electrode assembly. However, it has been difficult to thoroughly dry all the materials, including the cathode, anode, and separator, simultaneously to a low moisture content after assembly. This is especially true when the separators have been stored in humid conditions prior to assembly.

En cada una de las etapas 1 y 3, se realiza el vacío. La razón por la que se lleva a cabo el secado en estas dos etapas es que una gran cantidad de humedad adherida al separador no se puede eliminar satisfactoriamente secando solo en la etapa 3. La humedad residual en el separador provoca, por ejemplo, un problema tal que la humedad residual en los electrodos y en una solución de electrolito da como resultado la descomposición de la solución de electrolito, o un problema tal que se altera la calidad de los materiales activos del electrodo. Por lo tanto, la eliminación de la humedad es crucial.In each of stages 1 and 3, a vacuum is made. The reason why drying is carried out in these two stages is that a large amount of moisture adhering to the separator cannot be removed satisfactorily by drying only in stage 3. Residual moisture in the separator causes, for example, a problem. such that residual moisture on the electrodes and in an electrolyte solution results in decomposition of the electrolyte solution, or such a problem that the quality of the active materials of the electrode is impaired. Therefore, moisture removal is crucial.

El separador puede comprender fibras poliméricas tejidas o no tejidas, fibras naturales, fibras de carbono, fibras de vidrio o fibras de cerámica. En determinadas realizaciones, el separador comprende fibras poliméricas tejidas o no tejidas.The separator may comprise woven or nonwoven polymeric fibers, natural fibers, carbon fibers, glass or ceramic fibers. In certain embodiments, the spacer comprises woven or nonwoven polymeric fibers.

En algunas realizaciones, las fibras del no tejido o tejido están hechas de polímeros orgánicos, tales como poliolefina, polietileno (PE), polietileno de alta densidad, polietileno lineal de baja densidad, polietileno de baja densidad, polietileno de peso molecular ultraalto, polipropileno (PP), copolímero de polipropileno/polietileno, polibutileno, polipenteno, poliacetal, poliamida, policarbonato, poliimida (PÍ), poliéter éter cetona, polisulfonas, óxido de polifenileno, sulfuro de polifenileno, poliacrilonitrilo, fluoruro de polivinilideno, polioximetileno, polivinilpirrolidona, poliéster, tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno, naftaleno de polietileno, naftalato de polibutileno, derivados de los mismos o una combinación de los mismos. En determinadas realizaciones, el separador está hecho de fibras poliolefínicas seleccionadas entre el grupo que consiste en polietileno, polietileno de alta densidad, polietileno lineal de baja densidad, polietileno de baja densidad, polietileno de peso molecular ultraalto, polipropileno, copolímero de polipropileno/polietileno y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el separador está hecho de fibras poliméricas seleccionadas entre el grupo que consiste en poliéster, poliacetal, poliamida, policarbonato, poliimida, poliéter éter cetona, polietersulfona, óxido de polifenileno, sulfuro de polifenileno, naftaleno de polietileno y combinaciones de los mismos. En otras realizaciones, la fibra polimérica no es polietileno, polietileno de alta densidad, polietileno lineal de baja densidad, polietileno de baja densidad, polietileno de peso molecular ultraalto, polipropileno o copolímero de polipropileno/polietileno. En realizaciones adicionales, la fibra polimérica no es poliacetal, polietersulfona, óxido de polifenileno, sulfuro de polifenileno o policarbonato. En otras realizaciones adicionales, la fibra polimérica no es poliamida, poliimida o poliéter éter cetona. Pero también pueden usarse todas las demás fibras poliméricas conocidas o muchas fibras naturales.In some embodiments, the fibers of the nonwoven or woven are made from organic polymers, such as polyolefin, polyethylene (PE), high density polyethylene, linear low density polyethylene, low density polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, polypropylene ( PP), polypropylene/polyethylene copolymer, polybutylene, polypentene, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide (PI), polyether ether ketone, polysulfones, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyoxymethylene, polyvinylpyrrolidone, polyester, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalene, polybutylene naphthalate, derivatives thereof, or a combination thereof. In certain embodiments, the spacer is made from polyolefin fibers selected from the group consisting of polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, low-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, polypropylene, polypropylene/polyethylene copolymer, and combinations of them. In some embodiments, the spacer is made from polymeric fibers selected from the group consisting of polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyether ether ketone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyethylene naphthalene, and combinations thereof. . In other embodiments, the polymeric fiber is not polyethylene, high density polyethylene, linear low density polyethylene, low density polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, polypropylene, or polypropylene/polyethylene copolymer. In further embodiments, the polymeric fiber is not polyacetal, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, or polycarbonate. In still other embodiments, the polymeric fiber is not polyamide, polyimide, or polyether ether ketone. But all other known polymeric fibers or many natural fibers can also be used.

En determinadas realizaciones, el separador divulgado en el presente documento tiene un punto de fusión de 100 °C o superior, 110 °C o superior, 120 °C o superior, 130 °C o superior, 140 °C o superior, 150 °C o superior, 160 °C o superior, 170 °C o superior, 180 °C o superior, 190 °C o superior, 200 °C o superior, 210 °C o superior, 220 °C o superior, 230 °C o superior, 240 °C o mayor o 250 °C o mayor. En algunas realizaciones, el separador tiene un punto de fusión de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 300 °C, de aproximadamente 120 °C a aproximadamente 300 °C, de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 250 °C, de aproximadamente 120 °C a aproximadamente 250 °C, de aproximadamente 140 °C a aproximadamente 250 °C, de aproximadamente 160 °C a aproximadamente 250 °C, de aproximadamente 180 °C a aproximadamente 250 °C o de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 250 °C.In certain embodiments, the spacer disclosed herein has a melting point of 100°C or higher, 110°C or higher, 120°C or higher, 130°C or higher, 140°C or higher, 150°C or higher, 160 °C or higher, 170 °C or higher, 180 °C or higher, 190 °C or higher, 200 °C or higher, 210 °C or higher, 220 °C or higher, 230 °C or higher , 240 °C or higher or 250 °C or higher. In some embodiments, the spacer has a melting point of from about 100°C to about 300°C, from about 120°C to about 300°C, from about 100°C to about 250°C, from about 120°C to about 250°C, about 140°C to about 250°C, about 160°C to about 250°C, about 180°C to about 250°C, or about 200°C to about 250°C.

En algunas realizaciones, el contenido de agua del separador es de aproximadamente 100 ppm a aproximadamente 5.000 ppm, de aproximadamente 100 ppm a aproximadamente 2.500 ppm, de aproximadamente 100 ppm a aproximadamente 1.000 ppm, de aproximadamente 500 ppm a aproximadamente 5.000 ppm, de aproximadamente 500 ppm a aproximadamente 4.000 ppm, de aproximadamente 500 ppm a aproximadamente 3.000 ppm, de aproximadamente 500 ppm a aproximadamente 2.000 ppm, o de aproximadamente 500 ppm a aproximadamente 1.000 ppm en peso, basado en el peso total del separador. En determinadas realizaciones, el contenido de agua del separador es superior a aproximadamente 100 ppm, superior a aproximadamente 500 ppm, superior a aproximadamente 1.000 ppm, superior a aproximadamente 1.500 ppm, superior a aproximadamente 2.000 ppm, superior a aproximadamente 3.000 ppm o superior a aproximadamente 4.000 ppm en peso, basado en el peso total del separador.In some embodiments, the water content of the separator is from about 100 ppm to about 5,000 ppm, from about 100 ppm to about 2,500 ppm, from about 100 ppm to about 1,000 ppm, from about 500 ppm to about 5,000 ppm, from about 500 ppm to about 5,000 ppm. ppm to about 4,000 ppm, from about 500 ppm to about 3,000 ppm, from about 500 ppm to about 2,000 ppm, or from about 500 ppm to about 1,000 ppm by weight, based on the total weight of the separator. In certain embodiments, the water content of the separator is greater than about 100 ppm, greater than about 500 ppm, greater than about 1,000 ppm, greater than about 1,500 ppm, greater than about 2,000 ppm, greater than about 3,000 ppm, or greater than about 4,000 ppm by weight, based on the total weight of the separator.

Para mejorar la estabilidad térmica del separador, deberían usarse fibras que tengan una temperatura de fusión de 200 °C o superior. En algunas realizaciones, la fibras se seleccionan entre poliéster. Algunos ejemplos no limitantes de poliéster adecuado incluyen tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, naftaleno de polietileno, naftalato de polibutileno, derivados de los mismos y combinaciones de los mismos. El separador que tiene un alto punto de fusión muestra una alta estabilidad térmica y, por lo tanto, puede ser secado previamente a alta temperatura sin contraerse térmicamente. Además, los separadores con alto punto de fusión permiten temperaturas de presecado más altas, lo que aumenta la tasa de evaporación del agua y eleva la eficiencia del presecado.To improve the thermal stability of the separator, fibers having a melting temperature of 200°C or higher should be used. In some embodiments, the fibers are selected from polyester. Some non-limiting examples of suitable polyester include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalene, polybutylene naphthalate, derivatives thereof, and combinations thereof. The separator having a high melting point shows high thermal stability and therefore can be pre-dried at a high temperature without thermal shrinkage. In addition, high melting point separators allow higher pre-drying temperatures, which increases the rate of water evaporation and increases pre-drying efficiency.

La tela no tejida se puede producir mediante un proceso conocido públicamente. Algunos ejemplos no limitativos de procesos adecuados incluyen el proceso en seco, el proceso de unión por hilado, el proceso con aguja de agua, el proceso de ligado por chorro de agua, el proceso en húmedo, el proceso de fusión por soplado y similares.The nonwoven fabric can be produced by a publicly known process. Some non-limiting examples of suitable processes include dry process, spunbond process, water needle process, water jet bonding process, wet process, melt blown process, and the like.

El separador puede estar en forma revestida o no revestida. En algunas realizaciones, el separador no está revestido y no comprende una capa porosa protectora. En determinadas realizaciones, el separador está revestido y comprende un material base poroso y una capa porosa protectora revestida en una o ambas superficies del material base poroso, en donde la capa porosa protectora comprende un material aglutinante y una carga inorgánica. En determinadas realizaciones, la carga inorgánica se selecciona del grupo que consiste en AhO3, SiO2, TO2, ZrO2, BaOx, ZnO, CaCO3, TiN, AÍN y combinaciones de los mismos, en donde x es 1, o 2.The spacer may be in uncoated or coated form. In some embodiments, the spacer is uncoated and does not comprise a protective porous layer. In certain embodiments, the spacer is coated and comprises a porous base material and a protective porous layer coated on one or both surfaces of the porous base material, wherein the protective porous layer comprises a binder material and an inorganic filler. In certain embodiments, the inorganic filler is selected from the group consisting of AhO3, SiO2, TO2, ZrO2, BaOx, ZnO, CaCO3, TiN, AIN, and combinations thereof, where x is 1, or 2.

En determinadas realizaciones, la carga inorgánica tiene un diámetro promedio de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 2.000 nm, de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 1.000 nm, de aproximadamente 250 nm a aproximadamente 1.500 nm, de aproximadamente 300 nm a aproximadamente 3 pm, de aproximadamente 500 nm a aproximadamente 4,5 pm, de aproximadamente 500 nm a aproximadamente 6 pm, de aproximadamente 1 |jm a aproximadamente 20 |jm, de aproximadamente 10 jim a aproximadamente 20 |jm, de aproximadamente 1 |jm a aproximadamente 15 jim, de aproximadamente 1 jim a aproximadamente 7,5 jim, de aproximadamente 1 jim a aproximadamente 4,5 jim, de aproximadamente 1 jim a aproximadamente 3 jim, o de aproximadamente 800 nm a aproximadamente 2,5 jim.In certain embodiments, the inorganic filler has an average diameter of from about 100 nm to about 2,000 nm, from about 100 nm to about 1,000 nm, from about 250 nm to about 1,500 nm, from about 300 nm to about 3 pm, from about 500 nm. nm to about 4.5 pm, from about 500 nm to about 6 pm, from about 1 |jm to about 20 |jm, from about 10 jim to about 20 |jm, from about 1 |jm to about 15 jim, from about 1 jim to about 7.5 jim, from about 1 jim to about 4.5 jim , from about 1 jim to about 3 jim, or from about 800 nm to about 2.5 jim.

Una ventaja del separador revestido es que tiene una seguridad excepcional y muestra muy poca o ninguna contracción a alta temperatura. Esto se debe a que la carga inorgánica que se adhiere al material base poroso tiene un punto de fusión que está muy por encima del intervalo de temperatura relevante para la seguridad de las celdas electroquímicas y, por lo tanto, suprime la contracción térmica del separador.An advantage of the coated spacer is that it has exceptional safety and shows little or no high temperature shrinkage. This is because the inorganic filler adhering to the porous base material has a melting point that is well above the safety-relevant temperature range of electrochemical cells and thus suppresses thermal shrinkage of the separator.

En algunas realizaciones, el grosor de un separador revestido o no revestido es de aproximadamente 10 jim a aproximadamente 200 jim, de aproximadamente 30 jim a aproximadamente 100 jim, de aproximadamente 10 jim a aproximadamente 75 jim, de aproximadamente 10 jim a aproximadamente 50 jim, de aproximadamente 10 jim a aproximadamente 20 jim, de aproximadamente 15 jim a aproximadamente 40 jim, de aproximadamente 15 jim a aproximadamente 35 jim, de aproximadamente 20 jim a aproximadamente 40 jim, de aproximadamente 20 jim a aproximadamente 35 jim, de aproximadamente 20 jim a aproximadamente 30 jim, de aproximadamente 30 jim a aproximadamente 60 jim, de aproximadamente 30 jim a aproximadamente 50 jim o de aproximadamente 30 jim a aproximadamente 40 jm.In some embodiments, the thickness of a coated or uncoated spacer is from about 10 μm to about 200 μm, from about 30 μm to about 100 μm, from about 10 μm to about 75 μm, from about 10 μm to about 50 μm, from about 10 jim to about 20 jim, from about 15 jim to about 40 jim, from about 15 jim to about 35 jim, from about 20 jim to about 40 jim, from about 20 jim to about 35 jim, from about 20 jim to about 30 jim, from about 30 jim to about 60 jim, from about 30 jim to about 50 jim, or from about 30 jim to about 40 jm.

En determinadas realizaciones, el grosor de un separador revestido o no revestido es inferior a 100 jim, inferior a 80 jim, inferior a 60 jim, inferior a 40 jim, inferior a 35 jim, inferior a 30 jim, inferior a 25 jim o inferior a 20 jim. Los separadores más delgados permiten construir baterías muy compactas con una alta densidad de energía. Además, si el separador es lo suficientemente delgado, la humedad puede evaporarse a altas velocidades de secado.In certain embodiments, the thickness of a coated or uncoated spacer is less than 100 jim, less than 80 jim, less than 60 jim, less than 40 jim, less than 35 jim, less than 30 jim, less than 25 jim, or less to 20 Jim. The thinnest separators allow to build very compact batteries with a high energy density. Also, if the separator is thin enough, moisture can evaporate at high drying rates.

En algunas realizaciones, el separador revestido o no revestido tiene una porosidad de aproximadamente el 50 % a aproximadamente el 97 %, de aproximadamente el 50 % a aproximadamente el 95 %, de aproximadamente el 50 % a aproximadamente el 80 %, de aproximadamente el 55 % a aproximadamente el 90 %, de aproximadamente el 55 % a aproximadamente el 80 %, de aproximadamente el 60 % a aproximadamente el 95 %, de aproximadamente el 60 % a aproximadamente el 90 %, de aproximadamente el 60 % a aproximadamente el 80 %, de aproximadamente el 65 % a aproximadamente el 90 %, de aproximadamente el 65 % a aproximadamente el 80 %, de aproximadamente el 70 % a aproximadamente el 90 %, de aproximadamente el 70 % a aproximadamente el 80 %, de aproximadamente 75 % a aproximadamente 90 % o de aproximadamente 80 % a aproximadamente 90 %.In some embodiments, the coated or uncoated separator has a porosity of from about 50% to about 97%, from about 50% to about 95%, from about 50% to about 80%, from about 55%. % to about 90%, from about 55% to about 80%, from about 60% to about 95%, from about 60% to about 90%, from about 60% to about 80% , from about 65% to about 90%, from about 65% to about 80%, from about 70% to about 90%, from about 70% to about 80%, from about 75% to about 90% or from about 80% to about 90%.

La naturaleza del separador desvelado en el presente documento comprende una combinación particularmente útil de grosor y porosidad, que cumple con los requisitos para separadores en baterías de alta potencia, especialmente baterías de litio de alta potencia.The nature of the separator disclosed herein comprises a particularly useful combination of thickness and porosity, meeting the requirements for separators in high power batteries, especially high power lithium batteries.

En algunas realizaciones, el separador revestido o no revestido se puede secar en una cámara de secado al vacío antes del montaje. En determinadas realizaciones, la cámara de secado está conectada a una bomba de vacío, para que la presión en la cámara pueda ser reducida. La presión se reduce lo suficiente como para disminuir el punto de ebullición del agua. Por lo tanto, el tiempo de secado puede reducirse considerablemente. En algunas realizaciones, la cámara de secado está conectada a un suministro de vacío central, permitiendo de esa manera que varios hornos de secado al vacío funcionen simultáneamente. En algunas realizaciones, el número de hornos de secado al vacío conectados a un suministro de vacío central varía de 1 a 20, dependiendo del número de bombas en funcionamiento. In some embodiments, the coated or uncoated spacer may be dried in a vacuum drying chamber prior to assembly. In certain embodiments, the drying chamber is connected to a vacuum pump so that the pressure in the chamber can be reduced. The pressure is reduced enough to lower the boiling point of water. Therefore, the drying time can be reduced considerably. In some embodiments, the drying chamber is connected to a central vacuum supply, thereby allowing multiple vacuum drying ovens to operate simultaneously. In some embodiments, the number of vacuum drying ovens connected to a central vacuum supply varies from 1 to 20, depending on the number of pumps in operation.

Una temperatura de secado baja no puede eliminar el agua del separador de manera eficiente, mientras que una temperatura de secado alta puede provocar el agrietamiento y fragilización de la capa protectora porosa y la fusión del material base poroso. En determinadas realizaciones, el separador revestido o no revestido se puede secar al vacío a una temperatura de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 90 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 140 °C, de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 130 °C, de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 120 °C, de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 110 °C, o de aproximadamente 110 °C a aproximadamente 130 °C. En determinadas realizaciones, el separador revestido o no revestido se puede secar al vacío a una temperatura de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 150 °C. En algunas realizaciones, el separador revestido o no revestido se puede secar al vacío a una temperatura de aproximadamente 80 °C o superior, aproximadamente 90 °C o superior, aproximadamente 100 °C o superior, aproximadamente 105 °C o superior, aproximadamente 110 °C o superior, aproximadamente 115 °C o superior, aproximadamente 120 °C o superior, aproximadamente 125 °C o superior, aproximadamente 130 °C o superior, aproximadamente 135 °C o superior, aproximadamente 140 °C o superior, aproximadamente 145 °C o superior o aproximadamente 150 °C o superior. En determinadas realizaciones, el separador revestido o no revestido se puede secar al vacío a una temperatura inferior a 150 °C, inferior a 145 °C, inferior a 140 °C, inferior a 135 °C, inferior a 130 °C, inferior a 125 °C, inferior a 120 °C, inferior a 115 °C, inferior a 110 °C, inferior a 105 °C, inferior a 100 °C o inferior a 90 °C.Low drying temperature cannot efficiently remove water from the separator, while high drying temperature can cause cracking and embrittlement of the porous protective layer and melting of the porous base material. In certain embodiments, the coated or uncoated spacer can be vacuum dried at a temperature of from about 50°C to about 150°C, from about 60°C to about 150°C, from about 70°C to about 150°C. , from about 80 °C to about 150 °C, from about 90 °C to about 150 °C, from about 100 °C to about 150 °C, from about 100 °C to about 140 °C, from about 100 °C at about 130°C, from about 100°C to about 120°C, from about 100°C to about 110°C, or from about 110°C to about 130°C. In certain embodiments, the coated or uncoated spacer can be vacuum dried at a temperature of from about 80°C to about 150°C. In some embodiments, the coated or uncoated spacer may be vacuum dried at a temperature of about 80°C or higher, about 90°C or higher, about 100°C or higher, about 105°C or higher, about 110°C. C or higher, about 115 °C or higher, about 120 °C or higher, about 125 °C or higher, about 130 °C or higher, about 135 °C or higher, about 140 °C or higher, about 145 °C or higher or about 150 °C or higher. In certain embodiments, the coated or uncoated spacer may be vacuum dried at a temperature of less than 150°C, less than 145°C, less than 140°C, less than 135°C, less than 130°C, less than 125°C, below 120°C, below 115°C, below 110°C, below 105°C, below 100°C or below 90°C.

Los separadores compuestos por fibras de polipropileno de uso convencional y los separadores compuestos por pulpas de celulosa son menos resistentes al calor en comparación con otros materiales. Cuando el separador se seca a una temperatura de 100 °C o superior, se produce un deterioro significativo de los separadores, como fusión y carbonización. Para separadores revestidos compuestos de materiales resistentes al calor como el material base poroso, cuando el separador se seca a temperaturas superiores a 150 °C, se produce un deterioro significativo del material aglutinante en la capa porosa protectora. En particular, cuando el material aglutinante es un material aglutinante a base de agua, tal como la carboximetilcelulosa (CMC), que se considera un aglutinante quebradizo. En este caso, es probable el aglutinante acuoso se vuelva quebradizo, dando como resultado una capa porosa protectora quebradiza, que puede romperse después de una pequeña deformación. El daño a un separador puede causar un efecto adverso grave en el rendimiento y la seguridad de una batería secundaria de iones de litio.The conventionally used separators made of polypropylene fibers and the separators made of Cellulose pulps are less resistant to heat compared to other materials. When the separator is dried at a temperature of 100°C or higher, significant deterioration of the separators occurs, such as melting and charring. For lined spacers composed of heat resistant materials as the porous base material, when the spacer dries at temperatures above 150°C, significant deterioration of the binder material in the protective porous layer occurs. In particular, when the binder material is a water-based binder material, such as carboxymethylcellulose (CMC), which is considered a brittle binder. In this case, the aqueous binder is likely to become brittle, resulting in a brittle protective porous layer, which can break after a small deformation. Damage to a separator can have a serious adverse effect on the performance and safety of a secondary lithium-ion battery.

En algunas realizaciones, el período de tiempo para secar el separador revestido o no revestido al vacío es de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 24 horas, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 20 horas, de aproximadamente 15 minutos horas a aproximadamente 12 horas, de aproximadamente 15 minutos horas a aproximadamente 8 horas, de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 24 horas, de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 20 horas, de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 12 horas, de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 20 horas, de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 16 horas, de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 8 horas, de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 6 horas, o de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 4 horas. En algunas realizaciones, el período de tiempo para secar el separador revestido o no revestido al vacío es de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 24 horas o de aproximadamente 4 horas a aproximadamente 16 horas. En determinadas realizaciones, el período de tiempo para secar el separador revestido o no revestido al vacío es al menos 15 minutos, al menos 30 minutos, al menos 1 hora, al menos 1,5 horas, al menos 2 horas, al menos 3 horas, al menos 4 horas, al menos 5 horas o al menos 10 horas. En algunas realizaciones, el período de tiempo para secar el separador revestido o no revestido al vacío es inferior a 24 horas, inferior a 10 horas, inferior a 5 horas, inferior a 4 horas, inferior a 3 horas, inferior a 2 horas, inferior a 1,5 horas, inferior a 1 hora o inferior a 30 minutos.In some embodiments, the period of time to dry the coated or uncoated separator under vacuum is from about 15 minutes to about 24 hours, from about 15 minutes to about 20 hours, from about 15 minutes to about 12 hours, from about 15 minutes hours to about 8 hours, from about 1 hour to about 24 hours, from about 1 hour to about 20 hours, from about 1 hour to about 12 hours, from about 2 hours to about 20 hours, from about 2 hours to about 16 hours hours, from about 2 hours to about 8 hours, from about 2 hours to about 6 hours, or from about 2 hours to about 4 hours. In some embodiments, the period of time to dry the coated or uncoated separator under vacuum is from about 2 hours to about 24 hours or from about 4 hours to about 16 hours. In certain embodiments, the period of time to dry the coated or uncoated separator under vacuum is at least 15 minutes, at least 30 minutes, at least 1 hour, at least 1.5 hours, at least 2 hours, at least 3 hours. , at least 4 hours, at least 5 hours or at least 10 hours. In some embodiments, the period of time to dry the coated or uncoated separator under vacuum is less than 24 hours, less than 10 hours, less than 5 hours, less than 4 hours, less than 3 hours, less than 2 hours, less to 1.5 hours, less than 1 hour or less than 30 minutes.

En determinadas realizaciones, la etapa de presecado comprende secar el separador revestido con dos fases de secado, la primera fase y la segunda fase, en la que la temperatura de la primera fase es más baja que la de la segunda fase. Una temperatura más baja en la primera fase impide la rápida pérdida de humedad en la superficie y aumenta la calidad del producto al eliminar prácticamente la falta de uniformidad en el secado. Si el secado es demasiado rápido o la temperatura es demasiado alta, esto puede causar un secado desigual y puede hacer que la capa porosa protectora se contraiga de forma desigual, causando de este modo una reducción en la resistencia al despegado del separador.In certain embodiments, the pre-drying step comprises drying the coated spacer with two stages of drying, the first stage and the second stage, wherein the temperature of the first stage is lower than that of the second stage. A lower temperature in the first stage prevents rapid surface moisture loss and increases product quality by virtually eliminating drying non-uniformity. If the drying is too fast or the temperature is too high, this can cause uneven drying and can cause the protective porous layer to shrink unevenly, thus causing a reduction in the peel strength of the separator.

La temperatura en la primera fase puede estar dentro del intervalo de 50 °C a 90 °C. Un separador parcialmente seco se obtiene a partir de la primera fase. En algunas realizaciones, el separador puede secarse al vacío en la primera fase a una temperatura de aproximadamente 50 °C o superior, aproximadamente 60 °C o superior, aproximadamente 70 °C o superior o aproximadamente 80 °C o superior. En determinadas realizaciones, el separador puede secarse al vacío en la primera fase a una temperatura inferior a 90 °C, inferior a 85 °C, inferior a 80 °C, inferior a 75 °C o inferior a 70 °C.The temperature in the first phase may be within the range of 50°C to 90°C. A partially dry separator is obtained from the first phase. In some embodiments, the separator may be vacuum dried in the first stage at a temperature of about 50°C or higher, about 60°C or higher, about 70°C or higher, or about 80°C or higher. In certain embodiments, the separator may be vacuum dried in the first stage at a temperature of less than 90°C, less than 85°C, less than 80°C, less than 75°C, or less than 70°C.

Una temperatura más baja en la primera fase es beneficiosa para retardar el secado para evitar el agrietamiento o la fragilización de la capa porosa protectora. La superficie de la capa porosa protectora debe secarse lentamente para reducir la posibilidad de que se agriete la superficie, ya que el interior de la capa porosa protectora se seca más lentamente que la superficie de la capa porosa protectora.A lower temperature in the first phase is beneficial in retarding drying to prevent cracking or embrittlement of the protective porous layer. The surface of the protective porous layer should be dried slowly to reduce the possibility of surface cracking, since the interior of the protective porous layer dries more slowly than the surface of the protective porous layer.

El tiempo de secado para la primera fase puede estar en el intervalo de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 4 horas, de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 2 horas o de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 30 minutos. En algunas realizaciones, el tiempo de secado para la primera fase es al menos 5 minutos, al menos 15 minutos, al menos 30 minutos, al menos 1 hora, al menos 1,5 horas, al menos 2 horas o al menos 3 horas. En determinadas realizaciones, el tiempo de secado para la primera fase es inferior a 4 horas, inferior a 3 horas, inferior a 2 horas, inferior a 1,5 horas, inferior a 1 hora, inferior a 30 minutos, o inferior a 15 minutos. Drying time for the first phase can range from about 5 minutes to about 4 hours, from about 5 minutes to about 2 hours, or from about 15 minutes to about 30 minutes. In some embodiments, the drying time for the first phase is at least 5 minutes, at least 15 minutes, at least 30 minutes, at least 1 hour, at least 1.5 hours, at least 2 hours, or at least 3 hours. In certain embodiments, the drying time for the first phase is less than 4 hours, less than 3 hours, less than 2 hours, less than 1.5 hours, less than 1 hour, less than 30 minutes, or less than 15 minutes. .

La temperatura en la segunda fase puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 150 °C o de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 140 °C. En algunas realizaciones, el separador puede secarse al vacío en la segunda fase a una temperatura de aproximadamente 80 °C o superior, aproximadamente 90 °C o superior, aproximadamente 100 °C o superior, aproximadamente 110 °C o superior, aproximadamente 120 °C o superior, aproximadamente 130 °C o superior o aproximadamente 140 °C o superior. En determinadas realizaciones, el separador puede secarse al vacío en la segunda fase a una temperatura inferior a 150 °C, inferior a 140 °C, inferior a 130 °C, inferior a 120 °C o inferior a 110 °C.The temperature in the second phase can be within the range of from about 80°C to about 150°C, from about 100°C to about 150°C, or from about 100°C to about 140°C. In some embodiments, the separator may be vacuum dried in the second stage at a temperature of about 80°C or higher, about 90°C or higher, about 100°C or higher, about 110°C or higher, about 120°C or higher, about 130 °C or higher, or about 140 °C or higher. In certain embodiments, the separator may be vacuum dried in the second stage at a temperature of less than 150°C, less than 140°C, less than 130°C, less than 120°C, or less than 110°C.

El tiempo de secado de la segunda fase puede encontrarse en el intervalo de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 4 horas, de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 2 horas o de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 30 minutos. En algunas realizaciones, el tiempo de secado para la segunda fase es al menos 5 minutos, al menos 15 minutos, al menos 30 minutos, al menos 1 hora, al menos 1,5 horas, al menos 2 horas o al menos 3 horas. En determinadas realizaciones, el tiempo de secado para la segunda fase es inferior a 4 horas, inferior a 3 horas, inferior a 2 horas, inferior a 1,5 horas, inferior a 1 hora, inferior a 30 minutos, o inferior a 15 minutos. The second phase drying time can range from about 15 minutes to about 4 hours, from about 5 minutes to about 2 hours, or from about 15 minutes to about 30 minutes. In some embodiments, the drying time for the second phase is at least 5 minutes, at least 15 minutes, at least 30 minutes, at least 1 hour, at least 1.5 hours, at least 2 hours. or at least 3 hours. In certain embodiments, the drying time for the second phase is less than 4 hours, less than 3 hours, less than 2 hours, less than 1.5 hours, less than 1 hour, less than 30 minutes, or less than 15 minutes. .

Cualquier bomba de vacío que pueda reducir la presión de la cámara de secado puede usarse en el presente documento. Algunos ejemplos no limitantes de las bombas de vacío incluyen bombas de vacío secas, bombas turbo, bombas de vacío de paletas rotativas, bombas criogénicas y bombas de sorción.Any vacuum pump that can reduce the pressure of the drying chamber can be used herein. Some non-limiting examples of vacuum pumps include dry vacuum pumps, turbo pumps, rotary vane vacuum pumps, cryogenic pumps, and sorption pumps.

En algunas realizaciones, la bomba de vacío es una bomba exenta de aceite. La bomba exenta de aceite funciona sin necesidad de aceite en las partes de la bomba que están expuestas a los gases que se están bombeando o al vacío parcial. Así, cualquier gas que fluya contracorriente por la bomba está exento de vapor de aceite. El vapor de aceite progresivo depositado en las superficies del separador puede reducir el rendimiento electroquímico de una batería. Un ejemplo de este tipo de bomba es una bomba de vacío de diafragma.In some embodiments, the vacuum pump is an oil-free pump. The oil-free pump works without the need for oil in the parts of the pump that are exposed to the gases being pumped or to partial vacuum. Thus, any gas flowing countercurrent through the pump is free of oil vapour. Creeping oil vapor deposited on separator surfaces can reduce the electrochemical performance of a battery. An example of this type of pump is a diaphragm vacuum pump.

En algunas realizaciones, el separador se seca previamente a presión atmosférica. En determinadas realizaciones, le etapa de presecado se realiza en un estado de vacío. En realizaciones adicionales, el estado de vacío se mantiene a una presión dentro del intervalo de aproximadamente 1x10-4 Pa a aproximadamente 1x104 Pa, de aproximadamente 1x10-4Pa a aproximadamente 7,5x103 Pa, de aproximadamente 1x10-4Pa a aproximadamente 5x103 Pa, de aproximadamente 1x10-4Pa a aproximadamente 4x103 Pa, de aproximadamente 1x10-4Pa a aproximadamente 3x103 Pa, de aproximadamente 1x10-4Pa a aproximadamente 2x103 Pa, de aproximadamente 1x10-4Pa a aproximadamente 1x103 Pa, de aproximadamente 1x103 Pa a aproximadamente 5x104 Pa, de aproximadamente 1x103 Pa a aproximadamente 1x104 Pa, de aproximadamente 1x103 Pa a aproximadamente 7,5x103 Pa, de aproximadamente 1x103 Pa a aproximadamente 5x103 Pa, de aproximadamente 1x103 Pa a aproximadamente 4x103 Pa, de aproximadamente 1x103 Pa a aproximadamente 3x103 Pa o de aproximadamente 1x103 Pa a aproximadamente 2x103 Pa. En determinadas realizaciones, el estado de vacío se mantiene a una presión inferior a aproximadamente 1x104 Pa, inferior a aproximadamente 7,5x103 Pa, inferior a aproximadamente 5x103 Pa, inferior a aproximadamente 4x103 Pa, inferior a aproximadamente 3x103 Pa, inferior a aproximadamente 2x103 Pa, o inferior a aproximadamente 1x103 Pa. En algunas realizaciones, el estado de vacío se mantiene a aproximadamente 1x104 Pa, aproximadamente 7,5x103 Pa, aproximadamente 5x103 Pa, aproximadamente 4x103 Pa, aproximadamente 3x103 Pa, aproximadamente 2x103 Pa o aproximadamente 1x103 Pa.In some embodiments, the separator is pre-dried at atmospheric pressure. In certain embodiments, the pre-drying step is performed in a vacuum state. In further embodiments, the vacuum state is maintained at a pressure within the range from about 1x10-4 Pa to about 1x104 Pa, from about 1x10-4Pa to about 7.5x103 Pa, from about 1x10-4Pa to about 5x103 Pa, from about 1x10-4Pa to about 5x103 Pa. about 1x10-4Pa to about 4x103 Pa, from about 1x10-4Pa to about 3x103 Pa, from about 1x10-4Pa to about 2x103 Pa, from about 1x10-4Pa to about 1x103 Pa, from about 1x103 Pa to about 5x104 Pa, from about 1x103 Pa to approx. 1x104 Pa, from approx. 1x103 Pa to approx. 7.5x103 Pa, from approx. 1x103 Pa to approx. 5x103 Pa, from approx. 1x103 Pa to approx. approximately 2x103 Pa. In certain embodiments, the vacuum state is maintained at a pressure less than approximately 1x104 Pa, i less than about 7.5 x 103 Pa, less than about 5 x 103 Pa, less than about 4 x 103 Pa, less than about 3 x 103 Pa, less than about 2 x 103 Pa, or less than about 1 x 103 Pa. In some embodiments, the vacuum state is maintained at about 1x104 Pa, about 7.5x103 Pa, about 5x103 Pa, about 4x103 Pa, about 3x103 Pa, about 2x103 Pa or about 1x103 Pa.

Para reducir la potencia necesaria para las bombas, se puede proporcionar un condensador entre la cámara de secado y la bomba cuando se seca el separador. El condensador condensa el vapor de agua, que luego se separa.To reduce the power required for the pumps, a condenser can be provided between the drying chamber and the pump when the separator is being dried. The condenser condenses the water vapor, which is then separated.

En algunas realizaciones, después de un período de tiempo de secado predeterminado, la cámara de secado se ventila directamente a un depósito de gas que contiene aire seco o gas inerte a través de una válvula de admisión de gas. Llenar la cámara de secado con aire seco o gas inerte puede eliminar el vapor de agua en la cámara de secado, aumentando de este modo la eficiencia de eliminación de agua del conjunto de electrodos. En determinadas realizaciones, el depósito de gas es un cilindro de gas nitrógeno. En algunas realizaciones, el gas inerte se selecciona entre el grupo que consiste en helio, argón, neón, criptón, xenón, nitrógeno, dióxido de carbono y combinaciones de los mismos. En determinadas realizaciones, el contenido de agua del aire seco o del gas inerte se mantiene inferior o igual a 10 ppm, inferior o igual a 8 ppm, inferior o igual a 5 ppm, inferior o igual a 4 ppm, inferior o igual a 3 ppm, inferior o igual a 2 ppm o inferior o igual a 1 ppm.In some embodiments, after a predetermined drying time period, the drying chamber is vented directly to a gas reservoir containing dry air or inert gas through a gas inlet valve. Filling the drying chamber with dry air or inert gas can remove the water vapor in the drying chamber, thereby increasing the water removal efficiency of the electrode assembly. In certain embodiments, the gas reservoir is a cylinder of nitrogen gas. In some embodiments, the inert gas is selected from the group consisting of helium, argon, neon, krypton, xenon, nitrogen, carbon dioxide, and combinations thereof. In certain embodiments, the water content of the dry air or inert gas is maintained less than or equal to 10 ppm, less than or equal to 8 ppm, less than or equal to 5 ppm, less than or equal to 4 ppm, less than or equal to 3 ppm, less than or equal to 2 ppm or less than or equal to 1 ppm.

En algunas realizaciones, el aire seco o el gas inerte se precalienta antes de entrar en la cámara de secado. En determinadas realizaciones, la temperatura del aire seco o gas inerte es de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 130 °C, de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 110 °C, de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 100 °C, de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 90 °C, de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 80 °C, de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 155 °C, de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 120 °C, de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 100 °C, de aproximadamente 90 °C a aproximadamente 155 °C, de aproximadamente 90 °C a aproximadamente 130 °C, de aproximadamente 90 °C a aproximadamente 100 °C, de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 155 °C, de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 130 °C o de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 120 °C. En algunas realizaciones, el aire seco o el gas inerte se precalienta a una temperatura de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 155 °C antes de entrar en la cámara de secado. En determinadas realizaciones, el aire seco o el gas inerte se precalienta al menos a 70 °C, al menos 80 °C, al menos 90 °C, al menos 100 °C, al menos 110 °C o al menos 120 °C.In some embodiments, the dry air or inert gas is preheated before entering the drying chamber. In certain embodiments, the temperature of the dry air or inert gas is from about 70°C to about 130°C, from about 70°C to about 110°C, from about 70°C to about 100°C, from about 70°C C to about 90°C, from about 70°C to about 80°C, from about 80°C to about 155°C, from about 80°C to about 120°C, from about 80°C to about 100°C , from about 90 °C to about 155 °C, from about 90 °C to about 130 °C, from about 90 °C to about 100 °C, from about 70 °C to about 155 °C, from about 100 °C at about 130°C or from about 100°C to about 120°C. In some embodiments, the dry air or inert gas is preheated to a temperature of from about 70°C to about 155°C before entering the drying chamber. In certain embodiments, the dry air or inert gas is preheated to at least 70°C, at least 80°C, at least 90°C, at least 100°C, at least 110°C, or at least 120°C.

En determinadas realizaciones, el aire seco o el gas inerte permanece en la cámara de secado durante un período de tiempo de aproximadamente 30 segundos a aproximadamente 2 horas, de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 1 hora, de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 30 minutos, de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 15 minutos, de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 10 minutos, de aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 30 minutos, de aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 20 minutos, de aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 15 minutos, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 1 hora, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 30 minutos, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 20 minutos o de aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 1 hora. En algunas realizaciones, el aire seco o el gas inerte permanece en la cámara de secado durante un período de tiempo de aproximadamente 30 segundos a aproximadamente 2 horas, de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 2 horas o de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 30 minutos. En determinadas realizaciones, el aire seco o el gas inerte permanece en la cámara de secado durante al menos 30 segundos, al menos 1 minuto, al menos 5 minutos, al menos 10 minutos, al menos 15 minutos, al menos 20 minutos, al menos 25 minutos, al menos 30 minutos o al menos 1 hora.In certain embodiments, the dry air or inert gas remains in the drying chamber for a period of time from about 30 seconds to about 2 hours, from about 1 minute to about 1 hour, from about 5 minutes to about 30 minutes, about 5 minutes to about 15 minutes, about 5 minutes to about 10 minutes, about 10 minutes to about 30 minutes, about 10 minutes to about 20 minutes, about 10 minutes to about 15 minutes, about 15 minutes to about 1 hour, from about 15 minutes to about 30 minutes, from about 15 minutes to about 20 minutes, or from about 30 minutes to about 1 hour. In some embodiments, the dry air or inert gas remains in the drying chamber for a period of time from about 30 seconds to about 2 hours, from about 5 minutes to about 2 hours. hours or from about 15 minutes to about 30 minutes. In certain embodiments, the dry air or inert gas remains in the drying chamber for at least 30 seconds, at least 1 minute, at least 5 minutes, at least 10 minutes, at least 15 minutes, at least 20 minutes, at least 25 minutes, at least 30 minutes, or at least 1 hour.

En determinadas realizaciones, las etapas de secado al vacío y llenado de gas para el presecado del separador pueden repetirse al menos 2 veces, al menos 3 veces, al menos 4 veces, al menos 5 veces, al menos 6 veces, al menos 7 veces, al menos 8 veces, al menos 9 veces, al menos 10 veces, al menos 12 veces, al menos 14 veces, al menos 16 veces, al menos 18 veces, al menos 20 veces, al menos 22 veces, al menos 24 veces, al menos 26 veces, al menos 28 veces o al menos 30 veces. En algunas realizaciones, las etapas de secado al vacío y llenado de gas pueden repetirse entre 2 y 50 veces, entre 2 y 40 veces, entre 2 y 30 veces, entre 2 y 20 veces, entre 2 y 10 veces, entre 5 y 30 veces, entre 5 y 20 veces o entre 5 y 10 veces. En determinadas realizaciones, las etapas de secado al vacío y llenado de gas pueden repetirse entre 2 o más veces.In certain embodiments, the vacuum drying and gas filling steps for pre-drying the separator can be repeated at least 2 times, at least 3 times, at least 4 times, at least 5 times, at least 6 times, at least 7 times. , at least 8 times, at least 9 times, at least 10 times, at least 12 times, at least 14 times, at least 16 times, at least 18 times, at least 20 times, at least 22 times, at least 24 times , at least 26 times, at least 28 times, or at least 30 times. In some embodiments, the vacuum drying and gas filling steps may be repeated 2-50 times, 2-40 times, 2-30 times, 2-20 times, 2-10 times, 5-30 times. times, between 5 and 20 times or between 5 and 10 times. In certain embodiments, the vacuum drying and gas filling steps may be repeated 2 or more times.

En algunas realizaciones, el tiempo de presecado total de secado al vacío y de llenado de gas es de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 10 horas, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 8 horas, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 6 horas, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 5 horas, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 4 horas, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 3 horas, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 2 horas, de aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 4 horas, de aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 2 horas, de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 4 horas, o de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 4 horas. En determinadas realizaciones, el tiempo de presecado total de secado al vacío y de llenado de gas es al menos 15 minutos, al menos 30 minutos, al menos 1 hora, al menos 1,5 horas, al menos 2 horas, al menos 3 horas, al menos 4 horas o al menos 5 horas. En algunas realizaciones, el tiempo de presecado total de secado al vacío y de llenado de gas es inferior a 10 horas, inferior a 8 horas, inferior a 6 horas, inferior a 5 horas, inferior a 4 horas, inferior a 3 horas, inferior a 2 horas, inferior a 1,5 horas, inferior a 1 hora o inferior a 30 minutos. Después del presecado, el separador puede enfriarse a continuación naturalmente a 50 °C o inferior antes de ser retirado de la cámara de secado. En algunas realizaciones, el separador se enfría a 45 °C o inferior, 40 °C o inferior, 35 °C o inferior, 30 °C o inferior, o 25 °C o inferior antes de ser retirado de la cámara de secado. En determinadas realizaciones, el separador se enfría a temperatura ambiente. En algunas realizaciones, el separador se enfría insuflando un gas seco o gas inerte con el fin de alcanzar la temperatura diana más rápidamente.In some embodiments, the total predry time of vacuum drying and gas filling is from about 15 minutes to about 10 hours, from about 15 minutes to about 8 hours, from about 15 minutes to about 6 hours, from about 15 minutes to about 5 hours, from about 15 minutes to about 4 hours, from about 15 minutes to about 3 hours, from about 15 minutes to about 2 hours, from about 30 minutes to about 4 hours, from about 30 minutes to about 2 hours, from about 1 hour to about 4 hours, or from about 2 hours to about 4 hours. In certain embodiments, the total predry time of vacuum drying and gas filling is at least 15 minutes, at least 30 minutes, at least 1 hour, at least 1.5 hours, at least 2 hours, at least 3 hours. , at least 4 hours or at least 5 hours. In some embodiments, the total vacuum dry and gas fill predry time is less than 10 hours, less than 8 hours, less than 6 hours, less than 5 hours, less than 4 hours, less than 3 hours, less less than 2 hours, less than 1.5 hours, less than 1 hour or less than 30 minutes. After pre-drying, the separator can then be naturally cooled to 50°C or lower before being removed from the drying chamber. In some embodiments, the separator is cooled to 45°C or below, 40°C or below, 35°C or below, 30°C or below, or 25°C or below before being removed from the drying chamber. In certain embodiments, the separator is cooled to room temperature. In some embodiments, the separator is cooled by blowing a dry gas or inert gas in order to reach the target temperature more quickly.

No es necesario secar el separador hasta que se alcance un contenido de agua muy bajo. El contenido de agua restante del separador presecado se puede reducir aún más mediante la etapa de secado posterior. En algunas realizaciones, el contenido de agua del separador presecado es inferior a 80 ppm, inferior a 70 ppm, inferior a 60 ppm, inferior a 50 ppm, inferior a 40 ppm o inferior a 30 ppm en peso, basado en el peso total del separador presecado. It is not necessary to dry the separator until a very low water content is reached. The remaining water content of the pre-dried separator can be further reduced by the subsequent drying step. In some embodiments, the water content of the pre-dried separator is less than 80 ppm, less than 70 ppm, less than 60 ppm, less than 50 ppm, less than 40 ppm, or less than 30 ppm by weight, based on the total weight of the pre-dried separator.

El separador presecado no necesita usarse inmediatamente una vez que se seca y se puede almacenar en un ambiente donde el aire tiene un punto de rocío de -10 °C a 30 °C durante la noche antes de usarse para preparar los conjuntos de electrodos. Sin embargo, el procesamiento posterior directo sin almacenamiento es más efectivo con respecto a la energía.The pre-dried separator does not need to be used immediately once it dries and can be stored in an environment where the air has a dew point of -10°C to 30°C overnight before being used to prepare the electrode assemblies. However, direct post processing without storage is more energy efficient.

En otras realizaciones, el separador revestido o no revestido se puede secar mediante un liofilizador. El separador se puede congelar primero y a continuación el agua se elimina como vapor del estado congelado. En algunas realizaciones, el separador se congela primero a una temperatura de congelación entre -0 °C y -80 °C durante un período de 1 hora a 5 horas. El aparato de liofilización puede incluir una cámara de vacío, una trampa de frío, una bomba de vacío y un dispositivo de enfriamiento.In other embodiments, the coated or uncoated separator can be dried by a freeze dryer. The separator can be frozen first and then the water is removed as vapor from the frozen state. In some embodiments, the separator is first frozen at a freezing temperature between -0°C and -80°C for a period of 1 hour to 5 hours. The freeze-drying apparatus may include a vacuum chamber, a cold trap, a vacuum pump, and a cooling device.

El tiempo del proceso de liofilización es variable pero normalmente la liofilización se puede llevar a cabo durante un período de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 20 horas. En determinadas realizaciones, el período de tiempo para la liofilización es de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 5 horas, de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 3 horas, de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 2 horas, de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 5 horas, de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 4 horas, o de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 3 horas.The time of the lyophilization process is variable, but normally the lyophilization can be carried out for a period of about 1 hour to about 20 hours. In certain embodiments, the period of time for lyophilization is from about 1 minute to about 5 hours, from about 1 hour to about 3 hours, from about 1 hour to about 2 hours, from about 2 hours to about 5 hours, from about 2 hours to about 4 hours, or from about 2 hours to about 3 hours.

En algunas realizaciones, el proceso de liofilización se puede llevar a cabo a alto vacío. Los intervalos de presión se pueden alcanzar adecuadamente mediante una bomba de vacío conocida públicamente. En determinadas realizaciones, el proceso de liofilización también se puede llevar a cabo a una presión cercana a la atmosférica. La presión parcial del agua en la cámara de secado se mantiene en un valor muy bajo ya que es fundamental producir una gran diferencia entre la presión de vapor del aire en la cámara de secado y la de la superficie del separador para asegurar la sublimación. La liofilización a presión atmosférica o cercana tiene la ventaja de reducir considerablemente los costos de operación ya que no es necesaria la aplicación de alto vacío.In some embodiments, the lyophilization process can be carried out under high vacuum. The pressure ranges can be adequately achieved by a publicly known vacuum pump. In certain embodiments, the lyophilization process can also be carried out at near atmospheric pressure. The partial pressure of the water in the drying chamber is kept at a very low value since it is essential to produce a large difference between the vapor pressure of the air in the drying chamber and that of the surface of the separator to ensure sublimation. Lyophilization at or near atmospheric pressure has the advantage of considerably reducing operating costs since the application of high vacuum is not necessary.

En algunas realizaciones, el contenido de agua en el separador presecado es inferior a 150 ppm, inferior a 100 ppm, inferior a 80 ppm, inferior a 70 ppm, inferior a 60 ppm o inferior a 50 ppm en peso, basado en el peso total del separador presecado. In some embodiments, the water content in the pre-dried separator is less than 150 ppm, less than 100 ppm, less than 80 ppm, less than 70 ppm, less than 60 ppm, or less than 50 ppm by weight, based on total weight. of the pre-dried separator.

Cuando el contenido de agua del separador después de la liofilización es superior a 150 ppm, el separador presecado puede secarse adicionalmente insuflando aire caliente. En algunas realizaciones, la cámara de secado insufla aire caliente hacia el separador desde arriba y/o por debajo. En determinadas realizaciones, el secado al aire caliente se realiza a una velocidad del aire de aproximadamente 1 metro/segundo a aproximadamente 50 metros/segundo, de aproximadamente 1 metro/segundo a aproximadamente 40 metros/segundo, de aproximadamente 1 metro/segundo a aproximadamente 30 metros/segundo o de aproximadamente 1 metro/segundo a aproximadamente 20 metros/segundo. En otras realizaciones, un gas inerte calentado (es decir, helio, argón) es usado en lugar de aire caliente.When the water content of the separator after freeze-drying is more than 150 ppm, the pre-dried separator can be further dried by blowing hot air. In some embodiments, the drying chamber blows hot air into the separator from above and/or below. In certain embodiments, hot air drying is performed at an air velocity of from about 1 meter/second to about 50 meters/second, from about 1 meter/second to about 40 meters/second, from about 1 meter/second to about 30 meters/second or from about 1 meter/second to about 20 meters/second. In other embodiments, a heated inert gas (ie, helium, argon) is used instead of hot air.

El gas de secado puede ser precalentado a través de superficies de intercambio térmico. En algunas realizaciones, la temperatura del aire caliente oscila en el intervalo de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 100 °C, de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 100 °C, de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 100 °C, de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 90 °C o de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 90 °C. En determinadas realizaciones, el período de tiempo para el secado por aire caliente es de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 5 horas o de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 3 horas.The drying gas can be preheated through heat exchange surfaces. In some embodiments, the hot air temperature ranges from about 50°C to about 100°C, from about 60°C to about 100°C, from about 70°C to about 100°C, from about 50°C C to about 90 °C or from about 60 °C to about 90 °C. In certain embodiments, the time period for hot air drying is from about 15 minutes to about 5 hours or from about 1 hour to about 3 hours.

El material aglutinante en la capa porosa protectora desempeña el papel de unir la carga inorgánica sobre el material base poroso. La carga inorgánica también podría unirse entre sí mediante el material aglutinante. En determinadas realizaciones, el material aglutinante es un polímero orgánico. El uso del polímero orgánico permite producir un separador con una flexibilidad mecánica adecuada.The binder material in the protective porous layer plays the role of binding the inorganic filler on the porous base material. The inorganic filler could also be bound together by the binder material. In certain embodiments, the binder material is an organic polymer. The use of the organic polymer makes it possible to produce a spacer with adequate mechanical flexibility.

En algunas realizaciones, el material aglutinante se selecciona del grupo que consiste en material aglutinante de base orgánica, un material aglutinante a base de agua, o una mezcla de materiales aglutinantes a base de agua y de base orgánica. En determinadas realizaciones, el material aglutinante se selecciona del grupo que consiste en caucho de estireno-butadieno (SBR), caucho de estireno-butadieno acrilado, copolímero de acrilonitrilo, caucho de acrilonitrilobutadieno, caucho de nitrilo y butadieno, copolímero de acrilonitrilo-estireno-butadieno, caucho de acrilo, caucho de butilo, caucho de flúor, politetrafluoroetileno, polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno/propileno, polibutadieno, óxido de polietileno, polietileno clorosulfonado, polivinilpirrolidona, polivinilpiridina, alcohol polivinílico, acetato de polivinilo, poliepiclorohidrina, polifosfaceno, poliacrilonitrilo, poliestireno, látex, resinas acrílicas, resinas fenólicas, resinas epoxídicas, carboximetilcelulosa (CMC), hidroxipropilcelulosa, acetato de celulosa, acetato butirato de celulosa, propionato acetato de celulosa, cianoetilcelulosa, cianoetilsacarosa, poliéster, poliamida, poliéter, poliimida, policarboxilato, ácido policarboxílico, ácido poliacrílico (PAA), poliacrilato, ácido polimetacrílico, polimetacrilato, poliacrilamida, poliuretano, polímero fluorado, polímero clorado, una sal de ácido algínico, fluoruro de polivinilideno, poli(fluoruro de vinilideno)-hexafluoropropeno, y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, la sal de ácido algínico comprende un catión seleccionado entre Na, Li, K, Ca, NH4, Mg, Al, o una combinación de los mismos. In some embodiments, the binder material is selected from the group consisting of an organic-based binder material, a water-based binder material, or a mixture of water-based and organic-based binder materials. In certain embodiments, the binder material is selected from the group consisting of styrene-butadiene rubber (SBR), acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer. butadiene, acrylic rubber, butyl rubber, fluorine rubber, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene/propylene copolymers, polybutadiene, polyethylene oxide, chlorosulfonated polyethylene, polyvinylpyrrolidone, polyvinylpyridine, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyepichlorohydrin, polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene, latex, acrylic resins, phenolic resins, epoxy resins, carboxymethylcellulose (CMC), hydroxypropylcellulose, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, polyester, polyamide, polyether, polyimide, polycarboxylate, polycarboxylic acid, pol acid iacrylic acid (PAA), polyacrylate, polymethacrylic acid, polymethacrylate, polyacrylamide, polyurethane, fluoropolymer, chlorinated polymer, a salt of alginic acid, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropene, and combinations thereof. In some embodiments, the alginic acid salt comprises a cation selected from Na, Li, K, Ca, NH4, Mg, Al, or a combination thereof.

En determinadas realizaciones, el material aglutinante se selecciona del grupo que consiste en caucho de estirenobutadieno, carboximetilcelulosa, fluoruro de polivinilideno, copolímero de acrilonitrilo, ácido poliacrílico, poliacrilonitrilo, poli(fluoruro de vinilideno)-hexafluoropropeno, látex, una sal de ácido algínico y combinaciones de los mismos. In certain embodiments, the binder material is selected from the group consisting of styrene-butadiene rubber, carboxymethylcellulose, polyvinylidene fluoride, acrylonitrile copolymer, polyacrylic acid, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropene, latex, an alginic acid salt, and combinations of them.

En algunas realizaciones, el material aglutinante es SBR, CMC, PAA, una sal de ácido algínico o una combinación de los mismos. En algunas realizaciones, el material aglutinante es un copolímero de acrilonitrilo. En determinadas realizaciones, el material aglutinante es poliacrilonitrilo. En algunas realizaciones, el material aglutinante no contiene caucho de estireno-butadieno, carboximetilcelulosa, fluoruro de polivinilideno, copolímero de acrilonitrilo, ácido poliacrílico, poliacrilonitrilo, poli(fluoruro de vinilideno)-hexafluoropropeno, látex o una sal de ácido algínico.In some embodiments, the binder material is SBR, CMC, PAA, a salt of alginic acid, or a combination thereof. In some embodiments, the binder material is an acrylonitrile copolymer. In certain embodiments, the binder material is polyacrylonitrile. In some embodiments, the binder material does not contain styrene-butadiene rubber, carboxymethylcellulose, polyvinylidene fluoride, acrylonitrile copolymer, polyacrylic acid, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropene, latex, or an alginic acid salt.

No existe una limitación particular en la proporción de mezcla entre una carga inorgánica y un material aglutinante en la capa porosa protectora de la presente invención. La proporción de mezcla entre la carga inorgánica y el material aglutinante se puede controlar de acuerdo con el grosor y la estructura de la capa porosa protectora que se va a formar.There is no particular limitation on the mixing ratio between an inorganic filler and a binder material in the protective porous layer of the present invention. The mixing ratio between the inorganic filler and the binder material can be controlled according to the thickness and structure of the protective porous layer to be formed.

En algunas realizaciones, la proporción en peso entre la carga inorgánica y el material aglutinante en la capa porosa protectora formada sobre el material base poroso de acuerdo con la presente invención es de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 99:1, de aproximadamente 70:30 a aproximadamente 95:5, de aproximadamente 95:5 a aproximadamente 35:65, de aproximadamente 65:35 a aproximadamente 45:55, de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 99:1, de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 99:1, de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 99:1, de aproximadamente 3:97 a aproximadamente 99:1, de aproximadamente 1:99 a aproximadamente 99:1 o de aproximadamente 1:99 a aproximadamente 1:1.In some embodiments, the weight ratio of inorganic filler to binder material in the protective porous layer formed on the porous base material in accordance with the present invention is from about 1:1 to about 99:1, from about 70:30 at about 95:5, about 95:5 to about 35:65, about 65:35 to about 45:55, about 20:80 to about 99:1, about 10:90 to about 99:1, from about 5:95 to about 99:1, from about 3:97 to about 99:1, from about 1:99 to about 99:1, or from about 1:99 to about 1:1.

Si la proporción en peso entre la carga inorgánica y el material aglutinante es inferior a 1:99, el contenido de aglutinante es tan grande que el tamaño de los poros y la porosidad de la capa porosa protectora pueden disminuir. Cuando el contenido de la carga inorgánica es superior al 99 % en peso, el contenido de polímero es demasiado bajo para proporcionar suficiente adhesión entre la carga inorgánica, lo que da como resultado la degradación de las propiedades mecánicas y una menor resistencia al despegado de una capa porosa protectora formada finalmente. If the weight ratio of inorganic filler to binder material is less than 1:99, the binder content is so large that the pore size and porosity of the protective porous layer may decrease. When the content of the inorganic filler is greater than 99% by weight, the polymer content is too low to provide sufficient adhesion between the inorganic filler, resulting in degradation of mechanical properties and lower peel strength of a polymer. finally formed protective porous layer.

En determinadas realizaciones, la cantidad de material aglutinante en la capa porosa protectora es al menos el 1 %, al menos el 2 %, al menos el 3 %, al menos el 4 %, al menos el 5 %, al menos el 10 %, al menos el 15 %, al menos el 20 %, al menos el 25 %, al menos el 30 %, al menos el 35 %, al menos el 40 %, al menos el 45 % o al menos el 50 % en peso, basado en el peso total de la capa porosa protectora. En algunas realizaciones, la cantidad de material aglutinante en la capa porosa protectora es como máximo el 1 %, como máximo el 2 %, como máximo el 3 %, como máximo el 4 %, como máximo el 5 %, como máximo el 10 %, como máximo el 15 %, como máximo el 20 %, como máximo el 25 %, como máximo el 30 %, como máximo el 35 %, como máximo el 40 %, como máximo el 45 % o como máximo el 50 % en peso, basado en el peso total de la capa porosa protectora.In certain embodiments, the amount of binder material in the protective porous layer is at least 1%, at least 2%, at least 3%, at least 4%, at least 5%, at least 10% , at least 15%, at least 20%, at least 25%, at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45% or at least 50% by weight , based on the total weight of the protective porous layer. In some embodiments, the amount of binder material in the protective porous layer is at most 1%, at most 2%, at most 3%, at most 4%, at most 5%, at most 10%. , not more than 15%, not more than 20%, not more than 25%, not more than 30%, not more than 35%, not more than 40%, not more than 45% or not more than 50% by weight , based on the total weight of the protective porous layer.

En algunas realizaciones, la cantidad del material aglutinante en la capa porosa protectora es de aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, de aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 6 % en peso, de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 10% en peso, de aproximadamente 7,5% en peso a aproximadamente 15% en peso, de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 20% en peso, de aproximadamente 15% en peso a aproximadamente 25% en peso, de aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 40 % en peso, o de aproximadamente 35 % en peso a aproximadamente 50 % en peso, basado en el peso total de la capa porosa protectora.In some embodiments, the amount of the binder material in the protective porous layer is from about 2 wt% to about 10 wt%, from about 3 wt% to about 6 wt%, from about 5 wt% to about 10 wt%. % by weight, from about 7.5% by weight to about 15% by weight, from about 10% by weight to about 20% by weight, from about 15% by weight to about 25% by weight, from about 20% by weight weight to about 40% by weight, or from about 35% by weight to about 50% by weight, based on the total weight of the protective porous layer.

En determinadas realizaciones, el material electrodo activo de la batería es un material catódico seleccionado del grupo que consiste en LiCoO2 (LCO), LiNiO2 (LNO), LiNixMnyO2, Lh+zNixMnyCo1-x-yO2, LiNixCoyAlzO2, LiV2O5, LiTiS2, LiMoS2, LiMnO2, LiCrO2, LiMn2O4 (LMO), LiFeO2, LiFePO4 (LFP), y combinaciones de los mismos, en donde cada x es independientemente de 0,3 a 0,8; cada y es independientemente de 0,1 a 0,45; y cada z es independientemente de 0 a 0,2. En determinadas realizaciones, el material catódico se selecciona entre el grupo que consiste en LiCoO2, LiNiO2, LiNixMnyO2, Lh+zNixMnyCo-i-x-yO2, LiNixCoyAlzO2, LiV2O5, LiTiS2, LiMoS2, LiMnO2, LiCrO2, LiMn2O4, LiFeO2, LiFePO4, y combinaciones de los mismos, en donde cada x es independientemente de 0,4 a 0,6; cada y es independientemente de 0,2 a 0,4; y cada z es independientemente de 0 a 0,1. En otras realizaciones, el material catódico no es LiCoO2, LiNiO2, LW2O5, LiTiS2, LiMoS2, LiMnO2, LiCrO2, LiMn2O4, LiFeO2, o LiFePO4. En realizaciones adicionales, el material catódico no es LiNixMnyO2, Lh+zNixMnyCo-i-x-yO2, o LiNixCoyAlzO2, en donde cada x es independientemente de 0,3 a 0,8; cada y es independientemente de 0,1 a 0,45; y cada z es independientemente de 0 a 0,2.In certain embodiments, the active electrode material of the battery is a cathode material selected from the group consisting of LiCoO2 (LCO), LiNiO2 (LNO), LiNixMnyO2, Lh+zNixMnyCo1-x-yO2, LiNixCoyAlzO2, LiV2O5, LiTiS2, LiMoS2, LiMnO2 , LiCrO2, LiMn2O4 (LMO), LiFeO2, LiFePO4 (LFP), and combinations thereof, wherein each x is independently from 0.3 to 0.8; each y is independently from 0.1 to 0.45; and each z is independently from 0 to 0.2. In certain embodiments, the cathode material is selected from the group consisting of LiCoO2, LiNiO2, LiNixMnyO2, Lh+zNixMnyCo-i-x-yO2, LiNixCoyAlzO2, LiV2O5, LiTiS2, LiMoS2, LiMnO2, LiCrO2, LiMn2O4, LiFeO2, LiFePO4, and combinations of the same, wherein each x is independently from 0.4 to 0.6; each y is independently from 0.2 to 0.4; and each z is independently from 0 to 0.1. In other embodiments, the cathode material is not LiCoO2, LiNiO2, LW2O5, LiTiS2, LiMoS2, LiMnO2, LiCrO2, LiMn2O4, LiFeO2, or LiFePO4. In further embodiments, the cathode material is not LiNixMnyO2, Lh+zNixMnyCo-i-x-yO2, or LiNixCoyAlzO2, where each x is independently from 0.3 to 0.8; each y is independently from 0.1 to 0.45; and each z is independently from 0 to 0.2.

En determinadas realizaciones, el material activo catódico es un material activo catódico que contiene níquel. En algunas realizaciones, el material activo catódico que contiene níquel se selecciona del grupo que consiste en Lh+xNiO2, Lh+xNiaMnbO2, Lh+xNiaCocO2, Lh+xNiaMnbCocO2, Lh+xNiaCocAl(1-a-c)O2, y combinaciones de los mismos; en donde 0<x<0,2, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, y a+b+c<1. En determinadas realizaciones, el material activo catódico que contiene níquel es Lh+xNiaMnbCocO2, en donde 0<x<0,2, 0,3<a<0,8, 0,1<b<0,3 y 0,1<c<0,3. En determinadas realizaciones, el material activo catódico que contiene níquel se selecciona del grupo que consiste en LiNi0,33Mn0,33Co0,33O2 (NMC333), LiNi0,4Mn0,4Co0,2O2 (NMC442), LiNi0.5Mn0,3Co0,2O2 (NMC532), LiNi0,6Mn0,2Co0,2O2 (NMC622), LiNi0,7Mn0,15Co0,15O2, LiNi0,8Mn0,1Coci,1O2 (NMC811), LiNi0,8Mn0,05Coci,15O2, Li0,9Mn0,05Co0,05O2, LiNi0,92Mn0,04Co0,04O2, LiNi0,8Co0,15Al0,05O2 (NCA) LiNi0,5MnO0,5O2, LiNi0,6Mn0,4O2, LiNi0,7Mn0,3O2, LiNi0,8Mn0,2O2, LiNi0,5Co0,5O2, LiNi0,6Co0,4O2 LiNi0,7Co0,3O2 LiNi0,8Co0,2O2 LiNiO2, y combinaciones de los mismos. El óxido compuesto que contiene níquel es relativamente inestable en un ambiente que contiene humedad. Por lo tanto, el rendimiento del cátodo que comprende el material activo catódico rico en níquel se ve fuertemente afectado por el contenido de humedad residual en una batería.In certain embodiments, the cathodic active material is a nickel-containing cathodic active material. In some embodiments, the nickel-containing cathodic active material is selected from the group consisting of Lh+xNiO2, Lh+xNiaMnbO2, Lh+xNiaCocO2, Lh+xNiaMnbCocO2, Lh+xNiaCocAl(1-a-c)O2, and combinations thereof; where 0<x<0.2, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, and a+b+c<1. In certain embodiments, the nickel-containing cathodic active material is Lh+xNiaMnbCocO2, where 0<x<0.2, 0.3<a<0.8, 0.1<b<0.3, and 0.1< c<0.3. In certain embodiments, the nickel-containing cathode active material is selected from the group consisting of LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2 (NMC333), LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2 (NMC442), LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 (NMC532) , LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 (NMC622), LiNi0.7Mn0.15Co0.15O2, LiNi0.8Mn0.1Coci,1O2 (NMC811), LiNi0.8Mn0.05Coci,15O2, Li0.9Mn0.05Co0.05O2, LiNi0.92Mn0 .04Co0.04O2, LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 (NCA) LiNi0.5MnO0.5O2, LiNi0.6Mn0.4O2, LiNi0.7Mn0.3O2, LiNi0.8Mn0.2O2, LiNi0.5Co0.5O2, LiNi0.6Co0.4O2 LiNi0.7Co0.3O2 LiNi0.8Co0.2O2 LiNiO2, and combinations thereof. The nickel-containing compound oxide is relatively unstable in a moisture-containing environment. Therefore, the performance of the cathode comprising the nickel-rich cathodic active material is strongly affected by the residual moisture content in a battery.

En algunas realizaciones, el material del electrodo de batería activo es un material anódico seleccionado del grupo que consiste en material particulado de grafito natural, material particulado de grafito sintético, material particulado de Sn (estaño), material particulado de Li4Ti5O12, material particulado de Si (silicio), material particulado compuesto de Si-C y combinaciones de los mismos. En otras realizaciones, el material anódico no es un material particulado de grafito natural, material particulado de grafito sintético, material particulado de Sn (estaño), material particulado de Li4Ti5O12, material particulado de Si (silicio), o material particulado compuesto de Si-C.In some embodiments, the active battery electrode material is an anode material selected from the group consisting of natural graphite particulate material, synthetic graphite particulate material, Sn (tin) particulate material, Li4Ti5O12 particulate material, Si particulate material. (silicon), Si-C composite particulate material and combinations thereof. In other embodiments, the anode material is not a natural graphite particulate material, synthetic graphite particulate material, Sn(tin) particulate material, Li4Ti5O12 particulate material, Si(silicon) particulate material, or Si-(silicon) composite particulate material. c.

En determinadas realizaciones, la cantidad de cada uno de los materiales catódicos y anódicos es independientemente al menos el 50 %, al menos el 55 %, al menos el 60 %, al menos el 65 %, al menos el 70 %, al menos el 75 %, al menos el 80 %, al menos el 85 %, al menos el 90 % o al menos el 95 % en peso, basado en el peso total de la capa de electrodo de cátodo o ánodo. En algunas realizaciones, la cantidad de cada uno de los materiales catódicos y anódicos es independientemente como máximo el 50 %, como máximo el 55 %, como máximo el 60 %, como máximo el 65 %, como máximo el 70 %, como máximo el 75 %, como máximo el 80 %, como máximo el 85 %, como máximo el 90 % o como máximo el 95 % en peso, basado en el peso total de la capa de electrodo de cátodo o ánodo.In certain embodiments, the amount of each of the cathodic and anodic materials is independently at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90% or at least 95% by weight, based on the total weight of the cathode or anode electrode layer. In some embodiments, the amount of each of the cathode and anode materials is independently at most 50%, at most 55%, at most 60%, at most 65%, at most 70%, at most 75%, at most 80%, at most 85%, at most 90% or at most 95% by weight, based on the total weight of the cathode or anode electrode layer.

En algunas realizaciones, el agente conductor se selecciona entre el grupo que consiste en carbono, negro de carbono, grafito, grafito expandible, grafeno, nanoplaquitas de grafeno, fibras de carbono, nanofibras de carbono, escamas de carbono grafitizado, tubos de carbono, nanotubos de carbono, carbono activado, carbono mesoporoso y combinaciones de los mismos. En determinadas realizaciones, el agente conductor no es carbono, negro de carbono, grafito, grafito expandible, grafeno, nanoplaquitas de grafeno, fibras de carbono, nanofibras de carbono, escamas de carbono grafitizado, tubos de carbono, nanotubos de carbono, carbono activado o carbono mesoporoso. In some embodiments, the conductive agent is selected from the group consisting of carbon, carbon black, graphite, expandable graphite, graphene, graphene nanoplatelets, carbon fibers, carbon nanofibers, graphitized carbon flakes, carbon tubes, nanotubes. carbon, activated carbon, mesoporous carbon and combinations thereof. In certain embodiments, the conductive agent is not carbon, carbon black, graphite, expandable graphite, graphene, graphene nanosheets, carbon fibers, carbon nanofibers, graphitized carbon flakes, carbon tubes, carbon nanotubes, activated carbon, or mesoporous carbon.

En determinadas realizaciones, la cantidad del agente conductor en cada una de las capas de electrodos de cátodo y ánodo es independientemente de al menos el 1 %, al menos el 2 %, al menos el 3 %, al menos el 4 %, al menos el 5 %, al menos el 10 %, al menos el 15 %, al menos el 20 %, al menos el 25 %, al menos el 30 %, al menos el 35 %, al menos el 40 %, al menos el 45 % o al menos el 50 % en peso, basado en el peso total de la capa de electrodo de cátodo o ánodo. En algunas realizaciones, la cantidad del agente conductor en cada una de las capas de electrodos de cátodo y ánodo es independientemente como máximo el 1 %, como máximo el 2 %, como máximo el 3 %, como máximo el 4 %, como máximo el 5 %, como máximo el 10 %, como máximo el 15 %, como máximo el 20 %, como máximo el 25 %, como máximo el 30 %, como máximo el 35 %, como máximo el 40 %, como máximo el 45 % o como máximo el 50 % en peso, basado en el peso total de la capa de electrodo de cátodo o ánodo.In certain embodiments, the amount of the conductive agent in each of the cathode and anode electrode layers is independently at least 1%, at least 2%, at least 3%, at least 4%, at least 5%, at least 10%, at least 15%, at least 20%, at least 25%, at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45 % or at least 50% by weight, based on the total weight of the cathode or anode electrode layer. In some embodiments, the amount of the conductive agent in each of the cathode and anode electrode layers is independently at most 1%, at most 2%, at most 3%, at most 4%, at most 5%, maximum 10%, maximum 15%, maximum 20%, maximum 25%, maximum 30%, maximum 35%, maximum 40%, maximum 45% or at most 50% by weight, based on the total weight of the cathode or anode electrode layer.

En algunas realizaciones, la cantidad del agente conductor en cada una de las capas de electrodos de cátodo y ánodo es independientemente de aproximadamente 0,05 % en peso a aproximadamente 0,5 % en peso, de aproximadamente 0,1% en peso a aproximadamente 1% en peso, de aproximadamente 0,25% en peso a aproximadamente 2,5 % en peso, de aproximadamente 0,5 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, de aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, de aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 7 % en peso o de aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, basado en el peso total de la capa de electrodo de cátodo o ánodo.In some embodiments, the amount of the conductive agent in each of the cathode and anode electrode layers is independently from about 0.05 wt% to about 0.5 wt%, from about 0.1 wt% to about 1% by weight, from about 0.25% by weight to about 2.5% by weight, from about 0.5% by weight to about 5% by weight, from about 2% by weight to about 5% by weight, from about 3% by weight to about 7% by weight or from about 5% by weight to about 10% by weight, based on the total weight of the cathode or anode electrode layer.

Se prepara una suspensión de electrodos dispersando un material activo de electrodo, un material aglutinante y un agente conductor en un disolvente. En algunas realizaciones, el disolvente es un disolvente acuoso o un disolvente orgánico. En determinadas realizaciones, el disolvente acuoso es agua. En algunas realizaciones, el disolvente orgánico e N-metil-2-pirrolidona (NMP), dimetilformamida, dimetilacetamida, dimetilsulfóxido o tetrahidrofurano. En algunas realizaciones, el disolvente no es N-metil-2-pirrolidona, dimetilformamida, dimetilacetamida, dimetilsulfóxido o tetrahidrofurano. En algunas realizaciones, el disolvente no es una mezcla de N-metil-2-pirrolidona y agua.An electrode suspension is prepared by dispersing an electrode active material, a binder material, and a conductive agent in a solvent. In some embodiments, the solvent is an aqueous solvent or an organic solvent. In certain embodiments, the aqueous solvent is water. In some embodiments, the organic solvent is N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, or tetrahydrofuran. In some embodiments, the solvent is not N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, or tetrahydrofuran. In some embodiments, the solvent is not a mixture of N-methyl-2-pyrrolidone and water.

La suspensión de electrodos se reviste sobre el colector de corriente para formar una capa revestida sobre el colector de corriente. A continuación, se seca el colector de corriente revestido para preparar un electrodo. La suspensión de electrodos se seca a una temperatura por debajo de 90 °C para evitar que la suspensión se seque demasiado rápido, lo que puede provocar el agrietamiento de la capa del electrodo. En algunas realizaciones, la capa revestida se seca a una temperatura de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 90 °C, de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 80 °C, de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 70 °C, de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 60 °C, de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 90 °C, de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 80 °C o de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 70 °C. En determinadas realizaciones, la capa revestida se seca a una temperatura inferior a aproximadamente 90 °C, inferior a aproximadamente 80 °C, inferior a aproximadamente 70 °C, inferior a aproximadamente 60 °C o inferior a aproximadamente 50 °C. En algunas realizaciones, la capa revestida se seca a aproximadamente 40 °C, aproximadamente 50 °C, aproximadamente 60 °C, aproximadamente 70 °C, aproximadamente 80 °C o aproximadamente 90 °C.The electrode suspension is coated onto the current collector to form a coated layer on the current collector. The coated current collector is then dried to prepare an electrode. The electrode suspension is dried at a temperature below 90°C to prevent the suspension from drying out too quickly, which can lead to cracking of the electrode layer. In some embodiments, the coated layer is dried at a temperature of from about 40°C to about 90°C, from about 40°C to about 80°C, from about 40°C to about 70°C, from about 40°C at about 60°C, from about 50°C to about 90°C, from about 50°C to about 80°C, or from about 50°C to about 70°C. In certain embodiments, the coated layer is dried at a temperature of less than about 90°C, less than about 80°C, less than about 70°C, less than about 60°C, or less than about 50°C. In some embodiments, the coated layer is dried at about 40°C, about 50°C, about 60°C, about 70°C, about 80°C, or about 90°C.

Después de montar el conjunto de electrodos, el conjunto de electrodos se coloca en una cámara de secado. En algunas realizaciones, la cámara de secado está conectada a una bomba de vacío. En determinadas realizaciones, la cámara de secado está conectada a un suministro de vacío central. Una bomba de vacío o un suministro de vacío central se conecta a la cámara de secado por una línea de succión equipada con una válvula de salida de gas. En determinadas realizaciones, la cámara de secado también está conectada a un depósito de gas que contiene aire seco o gas inerte por un tubo equipado con una válvula de admisión de gas. Cuando la válvula de salida de gas está cerrada y la válvula de admisión de gas está abierta, el vacío se pierde en la cámara de secado. La válvula puede ser de tipo solenoide o de aguja o un controlador de flujo másico. Se puede utilizar cualquier dispositivo que permita un ajuste apropiado del flujo.After mounting the electrode array, the electrode array is placed in a drying chamber. In some embodiments, the drying chamber is connected to a vacuum pump. In certain embodiments, the drying chamber is connected to a central vacuum supply. A vacuum pump or central vacuum supply is connected to the drying chamber by a suction line equipped with a gas outlet valve. In certain embodiments, the drying chamber is also connected to a gas reservoir containing dry air or inert gas by a tube equipped with a gas inlet valve. When the gas outlet valve is closed and the gas inlet valve is open, the vacuum is lost in the drying chamber. The valve can be a solenoid or needle type or a mass flow controller. Any device that allows proper flow adjustment can be used.

En algunas realizaciones, el conjunto de electrodos está escasamente apilado. En el conjunto de electrodos escasamente apilado, hay un espacio vacío entre la capa de electrodo y la capa de separador, permitiendo que la humedad se escape. Por lo tanto, el conjunto de electrodos escasamente apilado puede secarse de manera eficaz en un corto período de tiempo. Por otro lado, cuando el conjunto de electrodos se comprimió bajo presión antes de secarse, el conjunto de electrodos muy agrupado tiene un espacio vacío escaso o nulo entre la capa de electrodo y la capa de separador, reduciendo por tanto el flujo de aire y la eficacia de secado.In some embodiments, the electrode array is sparsely stacked. In the loosely stacked electrode array, there is an empty space between the electrode layer and the separator layer, allowing moisture to escape. Therefore, the sparsely stacked electrode array can be effectively dried in a short period of time. On the other hand, when the electrode array was compressed under pressure before drying, the closely packed electrode array has little or no void space between the electrode layer and the separator layer, thereby reducing airflow and drying efficiency.

En determinadas realizaciones, el electrodo positivo, el separador y el electrodo negativo se apilan y se enrollan en espiral en una configuración de tipo rollo antes de secarse. Puesto que el conjunto de electrodos de tipo rollo está fuertemente agrupado, hay también un espacio vacío pequeño o nulo entre la capa de electrodo y la capa de separador, reduciendo por tanto el flujo de aire y la eficacia de secado. En algunas realizaciones, el conjunto de electrodos no está enrollado en espiral.In certain embodiments, the positive electrode, spacer, and negative electrode are stacked and spirally wound into a roll-like configuration before drying. Since the coil-type electrode assembly is tightly packed, there is also little or no void space between the electrode layer and the separator layer, thereby reducing airflow and drying efficiency. In some embodiments, the electrode assembly is not spirally wound.

Para reducir la potencia necesaria para las bombas, se puede proporcionar un condensador entre la cámara de secado y la bomba cuando se seca el conjunto de electrodos. El condensador condensa el vapor de agua, que luego se separa.To reduce the power required for the pumps, a condenser can be provided between the drying chamber and the pump when drying the electrode array. The condenser condenses the water vapor, which is then separated.

El secado a baja temperatura no puede eliminar eficazmente el agua del conjunto de electrodos. Sin embargo, la capa del electrodo se volverá quebradiza y se agrietará fácilmente cuando sea sometida a altas temperaturas de secado. En algunas realizaciones, el conjunto de electrodos se puede secar al vacío a una temperatura de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 90 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 100 °C a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 110 °C a aproximadamente 150 °C, o de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 130 °C. En algunas realizaciones, el conjunto de electrodos puede secarse al vacío a una temperatura de aproximadamente 80 °C o superior, aproximadamente 90 °C o superior, aproximadamente 100 °C o superior, aproximadamente 110 °C o superior, aproximadamente 120 °C o superior o aproximadamente 130 °C o superior. En determinadas realizaciones, el conjunto de electrodos puede secarse al vacío a una temperatura inferior a 150 °C, inferior a 145 °C, inferior a 140 °C, inferior a 135 °C, inferior a 130 °C, inferior a 120 °C, inferior a 110 °C, inferior a 100 °C o inferior a 90 °C.Low temperature drying cannot effectively remove water from the electrode array. However, the layer of the electrode will become brittle and crack easily when subjected to high drying temperatures. In some embodiments, the electrode assembly may be vacuum dried at a temperature of from about 70°C to about 150°C, from about 80°C to about 150°C, from about 90°C to about 150°C, from about 90°C to about 150°C. about 100°C to about 150°C, about 110°C to about 150°C, or about 80°C to about 130°C. In some embodiments, the electrode array may be vacuum dried at a temperature of about 80°C or higher, about 90°C or higher, about 100°C or higher, about 110°C or higher, about 120°C or higher or about 130 °C or higher. In certain embodiments, the electrode assembly may be vacuum dried at a temperature of less than 150°C, less than 145°C, less than 140°C, less than 135°C, less than 130°C, less than 120°C , less than 110 °C, less than 100 °C or less than 90 °C.

En determinadas realizaciones, el período de tiempo para secar el conjunto de electrodos al vacío es de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 12 horas, de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 4 horas, de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 2 horas, de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 1 hora, de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 30 minutos, de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 15 minutos, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 1 hora, de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 3 horas, de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 10 horas, de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 8 horas, de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 6 horas, de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 4 horas, de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 2 horas, de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 12 horas, de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 8 horas, de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 5 horas, de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 3 horas o de aproximadamente 4 horas a aproximadamente 12 horas. En algunas realizaciones, el período de tiempo para secar el conjunto de electrodos al vacío es de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 2 horas o de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 30 minutos. En determinadas realizaciones, el período de tiempo para secar el conjunto de electrodos al vacío es de al menos 15 minutos, al menos 30 minutos, al menos 1 hora, al menos 1,5 horas, al menos 2 horas, al menos 3 horas, al menos 4 horas o al menos 5 horas. En algunas realizaciones, el período de tiempo para secar el conjunto de electrodos al vacío es inferior a 5 horas, inferior a 4 horas, inferior a 3 horas, inferior a 2 horas, inferior a 1,5 horas, inferior a 1 hora o inferior a 30 minutos.In certain embodiments, the period of time to dry the electrode assembly under vacuum is from about 5 minutes to about 12 hours, from about 5 minutes to about 4 hours, from about 5 minutes to about 2 hours, from about 5 minutes to about 1 hour, from about 5 minutes to about 30 minutes, from about 5 minutes to about 15 minutes, from about 15 minutes to about 1 hour, from about 15 minutes to about 3 hours, from about 1 hour to about 10 hours, from about 1 hour to about 8 hours, from about 1 hour to about 6 hours, from about 1 hour to about 4 hours, from about 1 hour to about 2 hours, from about 2 hours to about 12 hours, from about 2 hours to about 8 hours hours, from about 2 hours to about 5 hours, from about From 2 hours to about 3 hours or from about 4 hours to about 12 hours. In some embodiments, the period of time to dry the electrode assembly under vacuum is from about 5 minutes to about 2 hours or from about 15 minutes to about 30 minutes. In certain embodiments, the period of time to dry the electrode assembly under vacuum is at least 15 minutes, at least 30 minutes, at least 1 hour, at least 1.5 hours, at least 2 hours, at least 3 hours, at least 4 hours or at least 5 hours. In some embodiments, the period of time to dry the electrode assembly under vacuum is less than 5 hours, less than 4 hours, less than 3 hours, less than 2 hours, less than 1.5 hours, less than 1 hour, or less. to 30 minutes.

En algunas realizaciones, el conjunto de electrodos se seca a presión atmosférica. En determinadas realizaciones, el secado se realiza en un estado de vacío. En algunas realizaciones, el estado de vacío se mantiene a una presión dentro del intervalo de aproximadamente 1x10-4 Pa a aproximadamente 5x104 Pa, de aproximadamente 1x10-4 Pa a aproximadamente 2.5x104 Pa, de aproximadamente 1x10-4 Pa a aproximadamente 1x104 Pa, de aproximadamente 1x10-4Pa a aproximadamente 5x103 Pa, de aproximadamente 1x10-4Pa a aproximadamente 3x103 Pa, de aproximadamente 1x10-4Pa a aproximadamente 2x103 Pa, de aproximadamente 1x10-4Pa a aproximadamente 1x103 Pa, de aproximadamente 1x103 Pa a aproximadamente 5x104 Pa, de aproximadamente 1x103 Pa a aproximadamente 1x104 Pa, de aproximadamente 1x103 Pa a aproximadamente 5x103 Pa, de aproximadamente 1x103 Pa a aproximadamente 3x103 Pa o de aproximadamente 1x103 Pa a aproximadamente 2x103 Pa. En determinadas realizaciones, el estado de vacío se mantiene a una presión inferior a aproximadamente 5x104 Pa, inferior a aproximadamente 2.5x104 Pa, inferior a aproximadamente 1x104 Pa, inferior a aproximadamente 5x103 Pa, inferior a aproximadamente 3x103 Pa, inferior a aproximadamente 2x103 Pa, o inferior a aproximadamente 1x103 Pa. En algunas realizaciones, el estado de vacío se mantiene a aproximadamente 5x104 Pa, aproximadamente 2.5x104 Pa, aproximadamente 1x104 Pa, aproximadamente 5x103 Pa, aproximadamente 3x103 Pa, aproximadamente 2x103 Pa o aproximadamente 1x103 Pa.In some embodiments, the electrode array is dried at atmospheric pressure. In certain embodiments, the drying is performed in a vacuum state. In some embodiments, the vacuum state is maintained at a pressure within the range of from about 1x10-4 Pa to about 5x104 Pa, from about 1x10-4 Pa to about 2.5x104 Pa, from about 1x10-4 Pa to about 1x104 Pa, from about 1x10-4Pa to about 5x103 Pa, from about 1x10-4Pa to about 3x103 Pa, from about 1x10-4Pa to about 2x103 Pa, from about 1x10-4Pa to about 1x103 Pa, from about 1x103 Pa to about 5x104 Pa, from from about 1x103 Pa to about 1x104 Pa, from about 1x103 Pa to about 5x103 Pa, from about 1x103 Pa to about 3x103 Pa, or from about 1x103 Pa to about 2x103 Pa. In certain embodiments, the vacuum state is maintained at a pressure less than about 5x104 Pa, less than about 2.5x104 Pa, less than about 1x104 Pa, less than about 5x103 Pa, less less than about 3x103 Pa, less than about 2x103 Pa, or less than about 1x103 Pa. In some embodiments, the vacuum state is maintained at about 5x104 Pa, about 2.5x104 Pa, about 1x104 Pa, about 5x103 Pa, about 3x103 Pa , about 2x103 Pa or about 1x103 Pa.

Después de un período de tiempo de secado predeterminado, la cámara de secado se ventila directamente a un depósito de gas que contiene aire seco o gas inerte a través de una válvula de admisión de gas. El llenado de gas puede mejorar la eliminación de vapor de agua de la cámara de secado, aumentando así la eficiencia de eliminación de agua del conjunto de electrodos y acortando el ciclo de secado. En determinadas realizaciones, el gas inerte se selecciona entre el grupo que consiste en helio, argón, neón, criptón, xenón, nitrógeno, dióxido de carbono y combinaciones de los mismos.After a predetermined period of drying time, the drying chamber is vented directly to a gas reservoir containing dry air or inert gas through a gas intake valve. Gas filling can improve the water vapor removal of the drying chamber, thus increasing the water removal efficiency of the electrode array and shortening the drying cycle. In certain embodiments, the inert gas is selected from the group consisting of helium, argon, neon, krypton, xenon, nitrogen, carbon dioxide, and combinations thereof.

En algunas realizaciones, el conjunto de electrodos puede ser secado además al vacío después de incubar el conjunto de electrodos con el gas seco durante un tiempo predeterminado. Este procedimiento puede repetirse tantas veces como sea necesario para reducir el contenido de humedad del conjunto de electrodos a un nivel apropiado. En ciertos métodos que no forman parte de la invención reivindicada, este procedimiento puede repetirse entre 2 y 50 veces hasta que el contenido de humedad en el conjunto de electrodos sea inferior a 40 ppm, inferior a 30 ppm, inferior a 20 ppm, inferior a 19 ppm, inferior a 18 ppm, inferior a 17 ppm, inferior a 16 ppm, inferior a 15 ppm, inferior a 14 ppm, inferior a 13 ppm, inferior a 12 ppm, inferior a 11 ppm, inferior a 10 ppm, inferior a 9 ppm, inferior a 8 ppm, inferior a 7 ppm, inferior a 6 ppm o inferior a 5 ppm en peso, basado en el peso total del conjunto de electrodos seco.In some embodiments, the electrode array may be further dried under vacuum after incubating the electrode array with the dry gas for a predetermined time. This procedure can be repeated as many times as necessary to reduce the moisture content of the electrode array to an appropriate level. In certain methods that are not part of the claimed invention, this procedure can be repeated between 2 and 50 times until the moisture content in the electrode assembly is less than 40 ppm, less than 30 ppm, less than 20 ppm, less than 19 ppm, less than 18 ppm, less than 17 ppm, less than 16 ppm, less than 15 ppm, less than 14 ppm, less than 13 ppm, less than 12 ppm, less than 11 ppm, less than 10 ppm, less than 9 ppm, less than 8 ppm, less than 7 ppm, less than 6 ppm, or less than 5 ppm by weight, based on the total weight of the dry electrode assembly.

En algunas realizaciones, las etapas de secado al vacío y llenado de gas pueden repetirse al menos 5 veces, al menos 6 veces, al menos 7 veces, al menos 8 veces, al menos 9 veces, al menos 10 veces, al menos 12 veces, al menos 14 veces, al menos 16 veces, al menos 18 veces, al menos 20 veces, al menos 22 veces, al menos 24 veces, al menos 26 veces, al menos 28 veces o al menos 30 veces. En determinadas realizaciones, las etapas de secado al vacío y llenado de gas pueden repetirse menos de 30 veces, menos de 28 veces, menos de 26 veces, menos de 24 veces, menos de 22 veces, menos de 20 veces, menos de 18 veces, menos de 16 veces, menos de 14 veces, menos de 12 veces, menos de 10 veces, menos de 8 veces o menos de 6 veces. En algunas realizaciones, las etapas de secado al vacío y llenado de gas pueden repetirse entre 5 y 30 veces, entre 5 y 20 veces o entre 5 y 10 veces.In some embodiments, the vacuum drying and gas filling steps may be repeated at least 5 times, at least 6 times, at least 7 times, at least 8 times, at least 9 times, at least 10 times, at least 12 times. , at least 14 times, at least 16 times, at least 18 times, at least 20 times, at least 22 times, at least 24 times, at least 26 times, at least 28 times or at least 30 times. In certain embodiments, the vacuum drying and gas filling steps may be repeated less than 30 times, less than 28 times, less than 26 times, less than 24 times, less than 22 times, less than 20 times, less than 18 times, less than 16 times, less than 14 times, less than 12 times, less than 10 times, less than 8 times, or less than 6 times. In some embodiments, the vacuum drying and gas filling steps may be repeated 5-30 times, 5-20 times, or 5-10 times.

En algunas realizaciones, el tiempo total de procesamiento de secado del conjunto de electrodos es de aproximadamente 10 horas a aproximadamente 40 horas, de aproximadamente 10 horas a aproximadamente 35 horas, de aproximadamente 10 horas a aproximadamente 30 horas, de aproximadamente 10 horas a aproximadamente 25 horas, de aproximadamente 10 horas a aproximadamente 20 horas, de aproximadamente 10 horas a aproximadamente 15 horas, de aproximadamente 15 horas a aproximadamente 30 horas, de aproximadamente 15 horas a aproximadamente 25 horas, de aproximadamente 15 horas a aproximadamente 20 horas o de aproximadamente 20 horas a aproximadamente 30 horas. En algunas realizaciones, el tiempo total de procesamiento de secado del conjunto de electrodos es inferior a aproximadamente 40 horas, inferior a aproximadamente 35 horas, inferior a aproximadamente 30 horas, inferior a aproximadamente 25 horas, inferior a aproximadamente 20 horas o inferior a aproximadamente 15 horas. En determinadas realizaciones, el tiempo total de procesamiento de secado del conjunto de electrodos es al menos aproximadamente 15 horas, al menos aproximadamente 20 horas, al menos aproximadamente 25 horas, al menos aproximadamente 30 horas o al menos aproximadamente 35 horas.In some embodiments, the total electrode assembly drying processing time is from about 10 hours to about 40 hours, from about 10 hours to about 35 hours, from about 10 hours to about 30 hours, from about 10 hours to about 25 hours. hours, from about 10 hours to about 20 hours, from about 10 hours to about 15 hours, from about 15 hours to about 30 hours, from about 15 hours to about 25 hours, from about 15 hours to about 20 hours, or from about 20 hours hours to about 30 hours. In some embodiments, the total electrode assembly drying processing time is less than about 40 hours, less than about 35 hours, less than about 30 hours, less than about 25 hours, less than about 20 hours, or less than about 15 hours. hours. In certain embodiments, the total electrode assembly drying processing time is at least about 15 hours, at least about 20 hours, at least about 25 hours, at least about 30 hours, or at least about 35 hours.

En algunas realizaciones, el tiempo total de procesamiento de presecado del separador y de secado del conjunto de electrodos es de aproximadamente 10 horas a aproximadamente 50 horas, de aproximadamente 10 horas a aproximadamente 40 horas, de aproximadamente 10 horas a aproximadamente 30 horas, de aproximadamente 15 horas a aproximadamente 50 horas, de aproximadamente 15 horas a aproximadamente 40 horas, de aproximadamente 15 horas a aproximadamente 30 horas, de aproximadamente 20 horas a aproximadamente 50 horas o de aproximadamente 20 horas a aproximadamente 40 horas. En determinadas realizaciones, el tiempo total de procesamiento de presecado del separador y de secado del conjunto de electrodos es al menos 10 horas, al menos 15 horas, al menos 20 horas, al menos 25 horas, al menos 30 horas, al menos 35 horas o al menos 40 horas. En algunas realizaciones, el tiempo total de procesamiento de presecado del separador y de secado del conjunto de electrodos es inferior a 50 horas, inferior a 40 horas, inferior a 35 horas, inferior a 30 horas, inferior a 25 horas, inferior a 20 horas o inferior a 15 horas.In some embodiments, the total separator pre-drying and electrode assembly drying processing time is from about 10 hours to about 50 hours, from about 10 hours to about 40 hours, from about 10 hours to about 30 hours, from about 15 hours to about 50 hours, from about 15 hours to about 40 hours, from about 15 hours to about 30 hours, from about 20 hours to about 50 hours, or from about 20 hours to about 40 hours. In certain embodiments, the total separator pre-drying and electrode assembly drying processing time is at least 10 hours, at least 15 hours, at least 20 hours, at least 25 hours, at least 30 hours, at least 35 hours. or at least 40 hours. In some embodiments, the total separator pre-drying and electrode assembly drying processing time is less than 50 hours, less than 40 hours, less than 35 hours, less than 30 hours, less than 25 hours, less than 20 hours or less than 15 hours.

Las ventajas de la presente invención es que la mayor parte de la fabricación puede tener lugar fuera de un recinto seco. En algunas realizaciones, el proceso de ensamblaje puede tener lugar fuera de un recinto seco o de una caja de guantes. En la presente invención, solo la etapa para llenar el electrolito o ambas etapas para secar el conjunto de electrodos y llenar el electrolito se realizan en un recinto seco o en una caja de guantes. Así, se puede evitar el control de la humedad en la fábrica, reduciendo significativamente el coste de inversión.The advantages of the present invention is that most of the manufacturing can take place outside of a dry room. In some embodiments, the assembly process may take place outside of a dry room or glove box. In the present invention, only the step for filling the electrolyte or both the steps for drying the electrode assembly and filling the electrolyte are performed in a dry room or in a glove box. Thus, humidity control in the factory can be avoided, significantly reducing the investment cost.

La presencia de humedad es perjudicial para el funcionamiento de la batería. En general, el contenido de agua en el conjunto de electrodos preparado por métodos convencionales contiene una cantidad de agua superior a 100 ppm en peso, basado en el peso total del conjunto de electrodos. Incluso si el rendimiento inicial de la batería es aceptable, la tasa de deterioro del rendimiento de la batería puede ser inaceptable. Para poder lograr un rendimiento suficientemente alto de la batería, sería ventajoso por lo tanto tener un bajo contenido de agua en la batería.The presence of moisture is detrimental to battery operation. In general, the water content in the electrode assembly prepared by conventional methods contains an amount of water greater than 100 ppm by weight, based on the total weight of the electrode assembly. Even if the initial battery performance is acceptable, the rate of battery performance deterioration may be unacceptable. In order to be able to achieve a sufficiently high performance of the battery, it would therefore be advantageous to have a low water content in the battery.

En algunas realizaciones, el contenido de agua en el conjunto de electrodos seco es de aproximadamente 5 ppm a aproximadamente 50 ppm, de aproximadamente 5 ppm a aproximadamente 40 ppm, de aproximadamente 5 ppm a aproximadamente 30 ppm, de aproximadamente 5 ppm a aproximadamente 20 ppm, de aproximadamente 5 ppm a aproximadamente 15 ppm, de aproximadamente 5 ppm a aproximadamente 10 ppm, de aproximadamente 3 ppm a aproximadamente 30 ppm, de aproximadamente 3 ppm a aproximadamente 20 ppm, de aproximadamente 3 ppm a aproximadamente 15 ppm, o de aproximadamente 3 ppm a aproximadamente 10 ppm en peso, basado en el peso total del conjunto de electrodos seco.In some embodiments, the water content in the dry electrode assembly is from about 5 ppm to about 50 ppm, from about 5 ppm to about 40 ppm, from about 5 ppm to about 30 ppm, from about 5 ppm to about 20 ppm. , from about 5 ppm to about 15 ppm, from about 5 ppm to about 10 ppm, from about 3 ppm to about 30 ppm, from about 3 ppm to about 20 ppm, from about 3 ppm to about 15 ppm, or from about 3 ppm to about 10 ppm by weight, based on the total weight of the dry electrode assembly.

En determinadas realizaciones, el contenido de agua en el conjunto de electrodos seco es inferior a 50 ppm, inferior a 40 ppm, inferior a 30 ppm, inferior a 20 ppm, inferior a 19 ppm, inferior a 18 ppm, inferior a 17 ppm, inferior a 16 ppm, inferior a 15 ppm, inferior a 14 ppm, inferior a 13 ppm, inferior a 12 ppm, inferior a 11 ppm, inferior a 10 ppm, inferior a 9 ppm, inferior a 8 ppm, inferior a 7 ppm, inferior a 6 ppm, inferior a 5 ppm, inferior a 4 ppm, inferior a 3 ppm, inferior a 2 ppm o inferior a 1 ppm en peso, basado en el peso total del conjunto de electrodos seco. En algunas realizaciones, el conjunto de electrodos seco desvelado en el presente documento tiene una concentración de agua en él no mayor que aproximadamente 5 ppm en peso, basado en el peso total del conjunto de electrodos seco.In certain embodiments, the water content in the dry electrode assembly is less than 50 ppm, less than 40 ppm, less than 30 ppm, less than 20 ppm, less than 19 ppm, less than 18 ppm, less than 17 ppm, less than 16 ppm, less than 15 ppm, less than 14 ppm, less than 13 ppm, less than 12 ppm, less than 11 ppm, less than 10 ppm, less than 9 ppm, less than 8 ppm, less than 7 ppm, less than 6 ppm, less than 5 ppm, less than 4 ppm, less than 3 ppm, less than 2 ppm, or less than 1 ppm by weight, based on the total weight of the dry electrode assembly. In some embodiments, the dry electrode array disclosed herein has a water concentration therein of no greater than about 5 ppm by weight, based on the total weight of the dry electrode array.

En algunas realizaciones, el al menos un ánodo y al menos un cátodo en el conjunto de electrodos seco tienen un contenido de agua inferior a 30 ppm, inferior a 20 ppm, inferior a 19 ppm, inferior a 18 ppm, inferior a 17 ppm, inferior a 16 ppm, inferior a 15 ppm, inferior a 14 ppm, inferior a 13 ppm, inferior a 12 ppm, inferior a 11 ppm, inferior a 10 ppm, inferior a 9 ppm, inferior a 8 ppm, inferior a 7 ppm, inferior a 6 ppm, inferior a 5 ppm, inferior a 4 ppm o inferior a 3 ppm en peso, basado en el peso total del al menos un ánodo seco y al menos un cátodo seco. En determinadas realizaciones, en donde el al menos un separador en el conjunto de electrodos seco tiene un contenido de agua inferior a 30 ppm, inferior a 20 ppm, inferior a 19 ppm, inferior a 18 ppm, inferior a 17 ppm, inferior a 16 ppm, inferior a 15 ppm, inferior a 14 ppm, inferior a 13 ppm, inferior a 12 ppm, inferior a 11 ppm, inferior a 10 ppm, inferior a 9 ppm, inferior a 8 ppm, inferior a 7 ppm, inferior a 6 ppm, inferior a 5 ppm o inferior a 3 ppm en peso, basado en el peso total del separador seco. El separador en el conjunto de electrodos desvelado en el presente documento comprende un bajo contenido de agua, contribuyendo al rendimiento fiable de las baterías de ion litio.In some embodiments, the at least one anode and at least one cathode in the dry electrode assembly have a water content of less than 30 ppm, less than 20 ppm, less than 19 ppm, less than 18 ppm, less than 17 ppm, less than 16 ppm, less than 15 ppm, less than 14 ppm, less than 13 ppm, less than 12 ppm, less than 11 ppm, less than 10 ppm, less than 9 ppm, less than 8 ppm, less than 7 ppm, less than 6 ppm, less than 5 ppm, less than 4 ppm or less than 3 ppm by weight, based on the total weight of at least one dry anode and at least one dry cathode. In certain embodiments, wherein the at least one separator in the dry electrode assembly has a water content of less than 30 ppm, less than 20 ppm, less than 19 ppm, less than 18 ppm, less than 17 ppm, less than 16 ppm, less than 15 ppm, less than 14 ppm, less than 13 ppm, less than 12 ppm, less than 11 ppm, less than 10 ppm, less than 9 ppm, less than 8 ppm, less than 7 ppm, less than 6 ppm, less than 5 ppm, or less than 3 ppm by weight, based on the total weight of the dry separator. The separator in the electrode array disclosed herein comprises a low water content, contributing to the reliable performance of lithium ion batteries.

Después del secado, el conjunto de electrodos puede entonces enfriarse naturalmente a 50 °C o menos antes de ser retirado de la cámara de secado. En algunas realizaciones, el conjunto de electrodos se enfría a 45 °C o inferior, 40 °C o inferior, 35 °C o inferior, 30 °C o inferior, o 25 °C o inferior. En determinadas realizaciones, el conjunto de electrodos se enfría a temperatura ambiente. En algunas realizaciones, el conjunto de electrodos se enfría insuflando un gas seco o gas inerte con el fin de alcanzar la temperatura diana más rápidamente.After drying, the electrode array can then be naturally cooled to 50°C or less before being removed from the drying chamber. In some embodiments, the electrode assembly is cooled to 45°C or lower, 40°C or lower, 35°C or lower, 30°C or lower, or 25°C or lower. In certain embodiments, the electrode array is cooled to room temperature. In some embodiments, the electrode array is cooled by blowing a dry gas or inert gas in order to reach the target temperature more quickly.

En la fabricación de baterías, es importante tener separadores extremadamente delgados para que la densidad de energía de la batería pueda aumentar y el tamaño de la batería pueda reducirse. Una buena resistencia al despegado es importante en la fabricación de baterías porque previene la deslaminación del separador. Por lo tanto, se puede obtener una resistencia mecánica suficiente y una alta resistencia a la perforación. El separador de batería que tiene suficiente resistencia a la perforación y resistencia al despegado puede soportar los rigores de la fabricación de baterías, particularmente en la fabricación de baterías de tipo "rollo".In battery manufacturing, it is important to have extremely thin separators so that the energy density of the battery can be increased and the size of the battery can be reduced. Good peel strength is important in battery manufacturing because it prevents separator delamination. Therefore, sufficient mechanical strength and high puncture resistance can be obtained. Battery separator having sufficient puncture resistance and peel strength can withstand the rigors of battery manufacturing, particularly in the manufacture of "roll" type batteries.

En el caso de que la resistencia al despegado del separador sea de 0,04 N/cm o más, el separador tiene suficiente resistencia al despegado y la capa de revestimiento no se separará durante la fabricación de la batería.In the case that the peel strength of the separator is 0.04N/cm or more, the separator has sufficient peel strength and the coating layer will not be separated during the battery manufacturing.

El proceso de secado de la presente invención no afecta a la resistencia final al despegado del separador. En algunas realizaciones, cada una de las resistencias al despegado entre el material base poroso y la capa porosa protectora del separador y el separador presecado es independientemente de 0,03 N/cm o más, 0,04 N/cm o más, 0,05 N/cm o más, 0,06 N/cm o más, 0,07 N/cm o más, 0,08 N/cm o más, 0,09 N/cm o más, 0,1 N/cm o más, 0,11 N/cm o más, 0,12 N/cm o más, 0,13 N/cm o más, 0,14 N/cm o más, o 0,15 N/cm o más. En determinadas realizaciones, la resistencia al despegado entre el material de base poroso y la capa porosa protectora es de entre 0,03 N/cm y 0,1 N/cm, entre 0,03 N/cm y 0,08 N/cm, entre 0,03 N/cm y 0,075 N/cm, entre 0,03 N/cm y 0,06 N/cm, entre 0,05 N/cm y 0,25 N/cm, entre 0,05 N/cm y 0,15 N/cm, entre 0,05 N/cm y 0,12 N/cm, o entre 0,05 N/cm y 0,1 N/cm.The drying process of the present invention does not affect the final peel strength of the separator. In some embodiments, each of the peel strengths between the porous base material and the protective porous layer of the spacer and the pre-dried spacer is independently 0.03 N/cm or more, 0.04 N/cm or more, 0, 0.05 N/cm or more, 0.06 N/cm or more, 0.07 N/cm or more, 0.08 N/cm or more, 0.09 N/cm or more, 0.1 N/cm or more, 0.11 N/cm or more, 0.12 N/cm or more, 0.13 N/cm or more, 0.14 N/cm or more, or 0.15 N/cm or more. In certain embodiments, the peel strength between the porous base material and the protective porous layer is between 0.03 N/cm and 0.1 N/cm, between 0.03 N/cm and 0.08 N/cm , between 0.03 N/cm and 0.075 N/cm, between 0.03 N/cm and 0.06 N/cm, between 0.05 N/cm and 0.25 N/cm, between 0.05 N/ cm and 0.15 N/cm, between 0.05 N/cm and 0.12 N/cm, or between 0.05 N/cm and 0.1 N/cm.

En determinadas realizaciones, la resistencia al despegado del separador presecado es mayor que la resistencia al despegado del separador. En algunas realizaciones, la resistencia al despegado del separador presecado es menor que la resistencia al despegado del separador. En determinadas realizaciones, la resistencia al despegado del separador presecado es igual a la resistencia al despegado del separador. En determinadas realizaciones, la diferencia en la resistencia al despegado entre el separador presecado y el separador es de aproximadamente 0,001 N/cm a aproximadamente 0,1 N/cm, de aproximadamente 0,001 N/cm a aproximadamente 0,05 N/cm, de aproximadamente 0,001 N/cm a aproximadamente 0,04 N/cm, de aproximadamente 0,001 N/cm a aproximadamente 0,03 N/cm, de aproximadamente 0,001 N/cm a aproximadamente 0,02 N/cm, de aproximadamente 0,001 N/cm a aproximadamente 0,01 N/cm, de aproximadamente 0,01 N/cm a aproximadamente 0,1 N/cm, de aproximadamente 0,01 N/cm a aproximadamente 0,05 N/cm, de aproximadamente 0,01 N/cm a aproximadamente 0,04 N/cm, de aproximadamente 0,01 N/cm a aproximadamente 0,03 N/cm o de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,02 N/cm. En algunas realizaciones, la diferencia en la resistencia al despegado entre el separador presecado y el separador es inferior a 0,1 N/cm, inferior a 0,05 N/cm, inferior a 0,04 N/cm, inferior a 0,03 N/cm, inferior a 0,02 N/cm, inferior a 0,01 N/cm, inferior a 0,005 N/cm, o inferior a 0,001 N/cm.In certain embodiments, the peel strength of the pre-dried separator is greater than the peel strength of the separator. In some embodiments, the peel strength of the pre-dried separator is less than the peel strength of the separator. In certain embodiments, the peel strength of the pre-dried separator is equal to the peel strength of the separator. In certain embodiments, the difference in peel strength between the pre-dried spacer and the spacer is from about 0.001 N/cm to about 0.1 N/cm, from about 0.001 N/cm to about 0.05 N/cm, from about 0.001 N/cm to about 0.05 N/cm. about 0.001 N/cm to about 0.04 N/cm, about 0.001 N/cm to about 0.03 N/cm, about 0.001 N/cm to about 0.02 N/cm, about 0.001 N/cm to about 0.01 N/cm, from about 0.01 N/cm to about 0.1 N/cm, from about 0.01 N/cm to about 0.05 N/cm, from about 0.01 N/cm cm to about 0.04 N/cm, from about 0.01 N/cm to about 0.03 N/cm, or from about 0.01 to about 0.02 N/cm. In some embodiments, the difference in peel strength between the pre-dried spacer and the spacer is less than 0.1 N/cm, less than 0.05 N/cm, less than 0.04 N/cm, less than 0, 03 N/cm, less than 0.02 N/cm, less than 0.01 N/cm, less than 0.005 N/cm, or less than 0.001 N/cm.

Con el fin de evitar que haya humedad en el interior del recipiente sellado, la etapa de llenar el electrolito se lleva a cabo en un recinto seco. Después del secado, el conjunto de electrodos se coloca en el interior de un recipiente y luego se añade un electrolito para llenar los poros de todas las capas del separador y de electrodos, y cada uno de los huecos entre los electrodos positivos y negativos y el separador en el conjunto de electrodos bajo una atmósfera inerte antes de su sellado.In order to avoid moisture inside the sealed container, the step of filling the electrolyte is carried out in a dry room. After drying, the electrode assembly is placed inside a container, and then an electrolyte is added to fill the pores of all the separator and electrode layers, and each of the gaps between the positive and negative electrodes and the separator in the electrode assembly under an inert atmosphere before sealing.

El método desvelado en el presente documento permite una reducción en la aparición de productos defectuosos y, en última instancia, permite una mejora en el rendimiento, reduciendo de este modo en gran medida los costes de fabricación.The method disclosed herein allows for a reduction in the occurrence of defective products and ultimately allows for an improvement in performance, thereby greatly reducing manufacturing costs.

También se proporciona en el presente documento una batería de litio que comprende el conjunto de electrodos preparado por el método desvelado en el presente documento.Also provided herein is a lithium battery comprising the electrode assembly prepared by the method disclosed herein.

Ejemplosexamples

El contenido de agua en el conjunto de electrodos se midió mediante valoración de Karl-Fisher. El conjunto de electrodos fue cortado en pequeñas piezas de 1 cm x 1 cm en una caja de guantes llena de gas argón. El conjunto de electrodos cortado que tenía un tamaño de 1 cm x 1 cm se pesó en un vial de muestra. El conjunto de electrodos pesado fue entonces añadido en un recipiente de valoración para la valoración de Karl Fischer usando un analizador de humedad por culombimetría de Karl Fischer (831 KF Coulometer, Metrohm, Suiza). Las mediciones se repitieron tres veces para encontrar el valor promedio. The water content in the electrode array was measured by Karl-Fisher titration. The electrode array was cut into small 1 cm x 1 cm pieces in a glove box filled with argon gas. The cut electrode array having a size of 1 cm x 1 cm was weighed into a sample vial. The weighed electrode array was then added to a titration vessel for Karl Fischer titration using a Karl Fischer coulometric moisture analyzer (831 KF Coulometer, Metrohm, Switzerland). Measurements were repeated three times to find the average value.

El contenido de agua en el separador se midió mediante valoración de Karl-Fisher. El conjunto de electrodos fue cortado en pequeñas piezas de 1 cm x 1 cm en una caja de guantes llena de gas argón. El conjunto de electrodos se separó en las capas de ánodo, cátodo y separador. Los contenidos de agua de las capas de separador separadas se analizaron mediante valoración de Karl Fischer. Las mediciones se repitieron tres veces para encontrar el valor promedio.The water content in the separator was measured by Karl-Fisher titration. The electrode array was cut into small 1 cm x 1 cm pieces in a glove box filled with argon gas. The electrode array was separated into anode, cathode and separator layers. The water contents of the separated separator layers were analyzed by Karl Fischer titration. Measurements were repeated three times to find the average value.

Las resistencias al despegado de los separadores se midieron con un equipo de ensayo del despegado (obtenido en Instron, EE. UU.; modelo n.° MTS 5581). El conjunto de electrodos seco se separó en las capas de ánodo, cátodo y separador. Cada una de las capas de separador fue cortada en una forma rectangular que tenía un tamaño de 25 mmx100 mm. A continuación, una tira de cinta de reparación (3M; EE.UU.; modelo n.° 810) se fijó en la superficie del separador que tiene la capa de revestimiento porosa protectora y a continuación se comprimió con un movimiento recíproco de un rodillo de 2 kg sobre ella para preparar las muestras para la prueba de resistencia al despegado. Cada una de las muestras se montó en el equipo de ensayo de despegado, seguido de la medición de la resistencia al despegado de la cinta de reparación a 180° a temperatura ambiente. La cinta de reparación se despegó a una velocidad de 50 mm/minuto. Las mediciones se tomaron a un intervalo predeterminado de 10 mm a 70 mm y se repitieron 3 veces.The peel strengths of the spacers were measured with a peel tester (obtained from Instron, USA; model no. MTS 5581). The dry electrode array was separated into anode, cathode and separator layers. Each of the separator layers was cut into a rectangular shape having a size of 25 mm x 100 mm. Next, a strip of repair tape (3M; USA; model #810) was affixed to the surface of the spacer having the protective porous coating layer and then compressed with a reciprocating motion of a roller. 2 kg on it to prepare the samples for the peel strength test. Each of the samples was mounted on the peel test equipment, followed by measurement of the peel strength of the repair tape at 180° at room temperature. The repair tape was peeled off at a rate of 50 mm/minute. Measurements were taken at a predetermined range of 10mm to 70mm and repeated 3 times.

Ejemplo 1Example 1

A) Preparación del electrodo positivoA) Preparation of the positive electrode

Se preparó una suspensión de electrodos positivos mezclando 94 % en peso de material catódico (LNMC TLM 310, obtenido en Xinxiang Tianli Energy Co. Ltd., China), 3 % en peso de negro de carbono (SuperP; obtenido en Timcal Ltd, Bodio, Suiza) como agente conductor y 0,8 % en peso de ácido poliacrílico (PAA, n.° 181285, obtenido en Sigma-Aldrich, EE. UU.), 1,5 % en peso de caucho de estireno y butadieno (SBR, AL-2001, obtenido en NIPPON A&L INC., Japón) y 0,7 % en peso de fluoruro de polivinilideno (PVDF; Solef® 5130, obtenido en Solvay S.A., Bélgica) como aglutinante, que se dispersaron en agua desionizada para formar una suspensión con un contenido sólido del 50 % en peso. La suspensión se homogeneizó con una mezcladora de agitación planetaria.A positive electrode suspension was prepared by mixing 94 wt% cathode material (LNMC TLM 310, obtained from Xinxiang Tianli Energy Co. Ltd., China), 3 wt% carbon black (SuperP; obtained from Timcal Ltd, Bodio , Switzerland) as conductive agent and 0.8% by weight of polyacrylic acid (PAA, no. 181285, obtained from Sigma-Aldrich, USA), 1.5% by weight of styrene butadiene rubber (SBR , AL-2001, obtained from NIPPON A&L INC., Japan) and 0.7% by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF; Solef® 5130, obtained from Solvay S.A., Belgium) as binder, which were dispersed in deionized water to form a suspension with a solid content of 50% by weight. The suspension was homogenized with a planetary agitation mixer.

La suspensión homogeneizada se revistió por ambos lados de una lámina de aluminio que tenía un grosor de 20 pm utilizando una máquina de recubrimiento por transferencia (ZY-TSF6-6518, obtenida en Jin Fan Zhanyu New Energy Technology Co. Ltd., China) con una densidad de área de aproximadamente 26 mg/cm2. Las películas recubiertas sobre el papel de aluminio se secaron durante 3 minutos mediante un horno de secado por aire caliente con transportador de 24 metros de largo, como un submódulo de la máquina de recubrimiento por transferencia, que funcionaba a una velocidad del transportador de aproximadamente 8 metros/minuto para obtener un electrodo positivo. La estufa con temperatura programada permitió un gradiente de temperatura controlable en el que la temperatura subió gradualmente de la temperatura de entrada de 60 °C a la temperatura de salida de 75 °C.The homogenized suspension was coated on both sides of an aluminum sheet having a thickness of 20 pm using a transfer coating machine (ZY-TSF6-6518, obtained from Jin Fan Zhanyu New Energy Technology Co. Ltd., China) with an areal density of about 26 mg/cm2. The coated films on the aluminum foil were dried for 3 minutes by means of a 24 meter long conveyor hot air drying oven, as a sub-module of the transfer coating machine, operating at a conveyor speed of approximately 8 meters/minute to obtain a positive electrode. The oven with programmed temperature allowed a controllable temperature gradient in which the temperature gradually increased from the inlet temperature of 60 °C to the outlet temperature of 75 °C.

B) Preparación del electrodo negativoB) Negative electrode preparation

Se preparó una suspensión de electrodos negativos mezclando 90 % en peso de carbono duro (HC; una pureza del 99,5 %, Ruifute Technology Ltd., Shenzhen, Guangdong, China), 5 % en peso de negro de carbono y 5 % en peso de poliacrilonitrilo en agua desionizada para formar una suspensión con un contenido sólido del 50 % en peso. La suspensión se revistió por ambos lados de una lámina de cobre que tenía un grosor de 9 pm utilizando una máquina de recubrimiento por transferencia con una densidad de área de aproximadamente 15 mg/cm2. Las películas revestidas sobre la lámina de cobre se secaron a aproximadamente 50 °C durante 2,4 minutos mediante una secadora de aire caliente con transportador de 24 metros de largo, que funcionaba a una velocidad del transportador de aproximadamente 10 metros/minuto para obtener un electrodo negativo.A negative electrode suspension was prepared by mixing 90% by weight of hard carbon (HC; a purity of 99.5%, Ruifute Technology Ltd., Shenzhen, Guangdong, China), 5% by weight of carbon black and 5% by weight of carbon black. weight of polyacrylonitrile in deionized water to form a suspension with a solid content of 50% by weight. The suspension was coated on both sides of a copper foil having a thickness of 9 µm using a transfer coating machine with an areal density of about 15 mg/cm 2 . The coated films on the copper foil were dried at approximately 50°C for 2.4 minutes by a 24 meter long conveyor hot air dryer, operating at a conveyor speed of approximately 10 meters/minute to obtain a negative electrode.

C) Preparación del separadorC) Preparation of the separator

Se preparó una solución acuosa de aglutinante disolviendo 50 g de CMC en 6,55 l de agua desionizada. A la solución acuosa de aglutinante se añadieron 100 g de partículas de AhO3 (obtenido de Taimei Chemicals Co. Ltd., Japón; n.° de producto TM-100) y 7,5 g de SBR. Las partículas inorgánicas tenían un diámetro promedio de 9 pm. Después de la adición, la suspensión se agitó durante 30 minutos a temperatura ambiente a una velocidad de agitación de 50 rpm para formar una suspensión.An aqueous binder solution was prepared by dissolving 50 g of CMC in 6.55 L of deionized water. To the aqueous binder solution, 100 g of AhO 3 particles (obtained from Taimei Chemicals Co. Ltd., Japan; Product No. TM-100) and 7.5 g of SBR were added. The inorganic particles had an average diameter of 9 pm. After the addition, the suspension was stirred for 30 minutes at room temperature at a stirring speed of 50 rpm to form a suspension.

Una membrana microporosa de 30 cm de ancho hecha de polietileno (Celgard, LLC, EE. UU.) con un grosor de 25 pm se recubrió a continuación con la suspensión anterior mediante un recubridor de rodillos continuo que tenía una cuchilla rascadora (obtenida de Shenzhen KeJINGSTAR Technology Ltd., China; modelo n.° AFA-EI300-UL). El separador revestido pasó posteriormente a través de un horno integrado en el recubridor de rodillos y se secó a una temperatura de 100 °C en una corriente de aire caliente. La velocidad de recubrimiento estuvo en el intervalo de 1,2-1,7 metros/minuto. El grosor del recubrimiento se controló mediante una anchura de separación ajustable entre una cuchilla de recubrimiento y una superficie de recubrimiento. Se obtuvo un separador revestido que tenía un grosor total de aproximadamente 30 pm y una porosidad de aproximadamente 62 %. El separador resultante se almacenó en condiciones húmedas con un punto de rocío de aproximadamente 25 °C durante 1 mes para simular las condiciones de almacenamiento a largo plazo. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 500 ppm. Después de almacenarse durante 1 mes, el separador se secó en un horno de vacío a una presión de 5x103 Pa a 75 °C durante 2 horas durante la primera fase de secado. El separador se secó adicionalmente al vacío a 5x103 Pa a 90 °C durante 1,5 horas durante la segunda fase de secado. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 58 ppm.A 30 cm wide microporous membrane made of polyethylene (Celgard, LLC, USA) with a thickness of 25 pm was then coated with the above suspension by a continuous roll coater having a doctor blade (obtained from Shenzhen KeJINGSTAR Technology Ltd., China; Model No. AFA-EI300-UL). The coated separator was subsequently passed through an oven integrated in the roll coater and dried at a temperature of 100°C in a stream of hot air. The coating speed was in the range of 1.2-1.7 meters/minute. The coating thickness was controlled by an adjustable gap width between a coating blade and a coating surface. A coated spacer having a total thickness of about 30 µm and a porosity of about 62% was obtained. The resulting separator was stored in humid conditions with a dew point of approximately 25 °C for 1 month to simulate the conditions long term storage. The average value of the moisture content of the separator was 500 ppm. After being stored for 1 month, the separator was dried in a vacuum oven at a pressure of 5x103 Pa at 75 °C for 2 hours during the first drying phase. The separator was further dried under vacuum at 5x103 Pa at 90°C for 1.5 hours during the second drying stage. The average value of the moisture content of the separator was 58 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,08 N/cm y 0,07 N/cm respectivamente. Las resistencias al pelado no se vieron muy afectadas por el proceso de secado.The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.08 N/cm and 0.07 N/cm, respectively. Peel strengths were not greatly affected by the drying process.

Ejemplo 2Example 2

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Las películas de cátodo y ánodo resultantes preparadas mediante los métodos descritos en el ejemplo 1 se usaron para preparar el cátodo y el ánodo, respectivamente, cortando en placas de electrodo individuales. El separador presecado se cortó en placas individuales. Un conjunto de electrodos se preparó apilando los ánodos, los cátodos y los separadores interpuestos entre el electrodo positivo y el negativo al aire libre sin control de la humedad. El conjunto de electrodos se secó en un horno de vacío en el interior de una caja de guantes a una presión de 5x103 Pa a 100 °C durante 2 horas. La cámara de secado se llenó luego con aire seco caliente, teniendo un contenido de agua de 5 ppm y una temperatura de 90 °C. El aire seco caliente se retuvo en la cámara de secado durante 15 minutos antes de evacuar la cámara de secado. Este ciclo se repitió 10 veces. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 15 ppm.The resulting cathode and anode films prepared by the methods described in Example 1 were used to prepare the cathode and anode, respectively, by cutting into individual electrode plates. The pre-dried spacer was cut into individual plates. An electrode array was prepared by stacking the anodes, cathodes, and spacers interposed between the positive and negative electrodes in the open air without humidity control. The electrode array was dried in a vacuum oven inside a glove box at a pressure of 5x103 Pa at 100 °C for 2 hours. The drying chamber was then filled with hot dry air having a water content of 5 ppm and a temperature of 90 °C. Hot dry air was held in the drying chamber for 15 minutes before the drying chamber was evacuated. This cycle was repeated 10 times. The average value of the moisture content of the dry electrode assembly was 15 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa apilando el conjunto de electrodos seco en una cajita hecha de una película laminada de aluminio y plástico. Las placas de electrodo de cátodo y ánodo se mantuvieron separadas por separadores y la cajita se preformó. A continuación se cargó un electrolito en la cajita que contenía los electrodos empaquetados en una atmósfera de argón de alta pureza con un contenido de humedad y oxígeno < 1 ppm. El electrolito era una solución de LiPF6 (1 M) en una mezcla de carbonato de etileno (EC), etil metil carbonato (EMC) y dimetil carbonato (DMC) en una relación en volumen de 1:1:1. Después del llenado de los electrolitos, las celdas de tipo bolsa se sellaron al vacío y luego se comprimieron mecánicamente usando un punzón con forma cuadrada convencional.A bag-type cell was assembled by stacking the dry electrode array in a small box made of a laminated aluminum and plastic film. The cathode and anode electrode plates were kept apart by spacers and the cassette was preformed. An electrolyte was then loaded into the box containing the packed electrodes in an atmosphere of high purity argon with a moisture and oxygen content of < 1 ppm. The electrolyte was a solution of LiPF6 (1M) in a mixture of ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and dimethyl carbonate (DMC) in a 1:1:1 volume ratio. After filling with electrolytes, the bag-type cells were vacuum sealed and then mechanically compressed using a conventional square-shaped punch.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo 2Electrochemical measurements of Example 2

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías (BTS-5V20A, obtenido en Neware Electronics Co. Ltd., China) entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal era de aproximadamente 9 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester (BTS-5V20A, obtained from Neware Electronics Co. Ltd., China) between 3.0 V and 4.2 V. V. The nominal capacity was approximately 9 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de la ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se ensayó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V. El resultado de la prueba de rendimiento de la ciclabilidad del ejemplo 2 se muestra en la figura 1.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V. The result of the cycling performance test of Example 2 is shown. in figure 1.

Ejemplo 3Example 3

A) Preparación del electrodo positivoA) Preparation of the positive electrode

Se preparó una suspensión de electrodos positivos mezclando 92 % en peso de material catódico (LiMn2O4, obtenido en HuaGuan HengYuan LiTech Co. Ltd., Qingdao, China), 4 % en peso de negro de carbono (SuperP; obtenido en Timcal Ltd, Bodio, Suiza) como agente conductor y 4 % en peso de fluoruro de polivinilideno (PVDF; Solef® 5130, obtenido en Solvay S.A., Bélgica) como aglutinante, que se dispersaron en N-metil-2-pirrolidona (NMP; pureza de >99 %, Sigma-Aldrich, EE. UU.) para formar una suspensión con un contenido sólido del 50 % en peso. La suspensión se homogeneizó con una mezcladora de agitación planetaria.A positive electrode suspension was prepared by mixing 92 wt% cathode material (LiMn2O4, obtained from HuaGuan HengYuan LiTech Co. Ltd., Qingdao, China), 4 wt% carbon black (SuperP; obtained from Timcal Ltd, Bodio , Switzerland) as a conductive agent and 4% by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF; Solef® 5130, obtained from Solvay S.A., Belgium) as a binder, which were dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP; purity >99 %, Sigma-Aldrich, USA) to form a suspension with a solid content of 50% by weight. The suspension was homogenized with a planetary agitation mixer.

La suspensión homogeneizada se revistió sobre ambos lados de una lámina de aluminio que tenía un grosor de 20 pm usando una máquina de recubrimiento por transferencia con una densidad de área de aproximadamente 40 mg/cm2. Las películas recubiertas sobre el papel de aluminio se secaron durante 6 minutos mediante un horno de secado por aire caliente con transportador de 24 metros de largo, como un submódulo de la máquina de recubrimiento por transferencia, que funcionaba a una velocidad del transportador de aproximadamente 4 metros/minuto para obtener un electrodo positivo. La estufa con temperatura programada permitió un gradiente de temperatura controlable en el que la temperatura subió gradualmente de la temperatura de entrada de 65 °C a la temperatura de salida de 80 °C. The homogenized suspension was coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 20 µm using a transfer coating machine with an areal density of about 40 mg/cm 2 . The coated films on the aluminum foil were dried for 6 minutes by a 24 meter long conveyor hot air drying oven as a sub-module of the aluminum foil coating machine. transfer, operating at a conveyor speed of approximately 4 meters/minute to obtain a positive electrode. The oven with programmed temperature allowed a controllable temperature gradient in which the temperature gradually increased from the inlet temperature of 65 °C to the outlet temperature of 80 °C.

B) Preparación del electrodo negativoB) Negative electrode preparation

Se preparó una suspensión de electrodos negativos mezclando 90 % en peso de carbono duro (HC; pureza del 99,5 %, obtenido en Ruifute Technology Ltd., Shenzhen, Guangdong, China) con 1,5% en peso de carboximetilcelulosa (CMC, BSH-12, DKS Co. Ltd., Japón) y 3,5 % en peso de SBR (AL-2001, NIPPON A&L INC., Japón) como aglutinante y 5 % en peso de negro de carbono como agente conductor, que se dispersaron en agua desionizada para formar otra suspensión con un contenido sólido del 50 % en peso. La suspensión se revistió por ambos lados de una lámina de cobre que tenía un grosor de 9 pm utilizando una máquina de recubrimiento por transferencia con una densidad de área de aproximadamente 15mg/cm2 Las películas revestidas sobre la lámina de cobre se secaron a aproximadamente 50 °C durante 2,4 minutos mediante una secadora de aire caliente con transportador de 24 metros de largo, que funcionaba a una velocidad del transportador de aproximadamente 10 metros/minuto para obtener un electrodo negativo.A negative electrode suspension was prepared by mixing 90% by weight of hard carbon (HC; 99.5% purity, obtained from Ruifute Technology Ltd., Shenzhen, Guangdong, China) with 1.5% by weight of carboxymethylcellulose (CMC, BSH-12, DKS Co. Ltd., Japan) and 3.5% by weight of SBR (AL-2001, NIPPON A&L INC., Japan) as a binder and 5% by weight of carbon black as a conductive agent, which are dispersed in deionized water to form another suspension with a solid content of 50% by weight. The suspension was coated on both sides of a copper foil having a thickness of 9 pm using a transfer coating machine with an areal density of about 15mg/cm2. The coated films on the copper foil were dried at about 50°C. C for 2.4 minutes by a 24-meter-long conveyor hot-air dryer operating at a conveyor speed of about 10 meters/minute to obtain a negative electrode.

C) Preparación del separadorC) Preparation of the separator

Se preparó una solución acuosa de aglutinante disolviendo 50 g de CMC en 6,55 l de agua desionizada. A la solución acuosa de aglutinante se añadieron 100 g de partículas de TiO2 (obtenido de Shanghai Dian Yang Industry Co. LTD, China) y 7,5 g de SBR. Las partículas inorgánicas tenían un diámetro promedio de 10 pm. Después de la adición, la suspensión se agitó durante 30 minutos a temperatura ambiente a una velocidad de agitación de 50 rpm para formar una suspensión.An aqueous binder solution was prepared by dissolving 50 g of CMC in 6.55 L of deionized water. To the aqueous binder solution, 100 g of TiO 2 particles (obtained from Shanghai Dian Yang Industry Co. LTD, China) and 7.5 g of SBR were added. The inorganic particles had an average diameter of 10 pm. After the addition, the suspension was stirred for 30 minutes at room temperature at a stirring speed of 50 rpm to form a suspension.

Una tela de PET no tejida de 30 cm de ancho (obtenida de MITSUBISHI PAPER MILLS LTD, Japón) que tiene un grosor de aproximadamente 20 pm y un peso por unidad de área de aproximadamente 10 g/m2 se recubrió a continuación con la suspensión anterior mediante un recubridor de rodillos continuos que tenía una rasqueta (obtenido de Shenzhen KEJINGSTAR Technology Ltd., China; modelo n.° AFA-EI300-UL). El separador revestido pasó posteriormente a través de un horno integrado en el recubridor de rodillos y se secó a una temperatura de 100 °C en una corriente de aire caliente. La velocidad de recubrimiento estuvo en el intervalo de 1,2-1,7 metros/minuto. El grosor del recubrimiento se controló mediante una anchura de separación ajustable entre una cuchilla de recubrimiento y una superficie de recubrimiento. Se obtuvo un separador revestido que tenía un grosor total de aproximadamente 30 pm y una porosidad de aproximadamente 62 %. El separador se almacenó en condiciones húmedas con un punto de rocío de aproximadamente 20 °C durante 1 mes para simular las condiciones de almacenamiento a largo plazo. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 1.000 ppm.A 30 cm wide PET non-woven fabric (obtained from MITSUBISHI PAPER MILLS LTD, Japan) having a thickness of about 20 µm and a weight per unit area of about 10 g/m 2 was then coated with the above suspension. by a continuous roll coater having a doctor blade (obtained from Shenzhen KEJINGSTAR Technology Ltd., China; model No. AFA-EI300-UL). The coated separator was subsequently passed through an oven integrated in the roll coater and dried at a temperature of 100°C in a stream of hot air. The coating speed was in the range of 1.2-1.7 meters/minute. The coating thickness was controlled by an adjustable gap width between a coating blade and a coating surface. A coated spacer having a total thickness of about 30 µm and a porosity of about 62% was obtained. The separator was stored in humid conditions with a dew point of approximately 20°C for 1 month to simulate long-term storage conditions. The average value of the moisture content of the separator was 1,000 ppm.

Después de almacenarse durante 1 mes, el separador se secó en un horno de vacío a una presión de 1x103 Pa a 85 °C durante 4 horas. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 43 ppm.After being stored for 1 month, the separator was dried in a vacuum oven at a pressure of 1x103 Pa at 85 °C for 4 hours. The average value of the moisture content of the separator was 43 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,07 N/cm y 0,06 N/cm respectivamente. Las resistencias al despegado no se vieron muy afectadas por el proceso de secado.The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.07 N/cm and 0.06 N/cm, respectively. Peel strengths were not greatly affected by the drying process.

Ejemplo 4Example 4

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Las películas de cátodo y ánodo resultantes preparadas mediante los métodos descritos en el ejemplo 3 se usaron para preparar el cátodo y el ánodo, respectivamente, cortando en placas de electrodo individuales. El separador presecado se cortó en placas individuales. Un conjunto de electrodos se preparó apilando los ánodos, los cátodos y los separadores interpuestos entre el electrodo positivo y el negativo al aire libre sin control de la humedad. El conjunto de electrodos se secó en un horno de vacío en el interior de una caja de guantes a una presión de 1x104 Pa a 102 °C durante 3 horas. La cámara de secado se llenó luego con aire seco caliente, que tenía un contenido de agua de 5 ppm y una temperatura de 85 °C. El nitrógeno seco y caliente se retuvo en la cámara de secado durante 5 minutos antes de evacuar la cámara de secado. Este ciclo se repitió 10 veces. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 23 ppm.The resulting cathode and anode films prepared by the methods described in Example 3 were used to prepare the cathode and anode, respectively, by cutting into individual electrode plates. The pre-dried spacer was cut into individual plates. An electrode array was prepared by stacking the anodes, cathodes, and spacers interposed between the positive and negative electrodes in the open air without humidity control. The electrode array was dried in a vacuum oven inside a glove box at a pressure of 1x104 Pa at 102°C for 3 hours. The drying chamber was then filled with hot dry air, having a water content of 5 ppm and a temperature of 85°C. Hot, dry nitrogen was held in the drying chamber for 5 minutes before the drying chamber was evacuated. This cycle was repeated 10 times. The average value of the moisture content of the dry electrode assembly was 23 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa apilando el conjunto de electrodos seco en una cajita hecha de una película laminada de aluminio y plástico. Las placas de electrodo de cátodo y ánodo se mantuvieron separadas por separadores y la cajita se preformó. A continuación se cargó un electrolito en la cajita que contenía los electrodos empaquetados en una atmósfera de argón de alta pureza con un contenido de humedad y oxígeno < 1 ppm. El electrolito era una solución de LiPF6 (1 M) en una mezcla de carbonato de etileno (EC), etil metil carbonato (EMC) y dimetil carbonato (DMC) en una relación en volumen de 1:1:1. Después del llenado de los electrolitos, las celdas de tipo bolsa se sellaron al vacío y luego se comprimieron mecánicamente usando un punzón con forma cuadrada convencional.A bag-type cell was assembled by stacking the dry electrode array in a small box made of a laminated aluminum and plastic film. The cathode and anode electrode plates were kept apart by spacers and the cassette was preformed. An electrolyte was then loaded into the box containing the packed electrodes in an atmosphere of high purity argon with a moisture and oxygen content of < 1 ppm. The electrolyte was a solution of LiPF6 (1 M) in a mixture of ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC) and dimethyl carbonate (DMC) in a volume ratio of 1:1:1. After filling with electrolytes, the bag-type cells were vacuum sealed and then mechanically compressed using a conventional square-shaped punch.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo 4Electrochemical measurements of Example 4

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 9,1 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 9.1 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de la ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se ensayó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V. El resultado de la prueba de rendimiento de la ciclabilidad del ejemplo 4 se muestra en la figura 2.The cycling performance of the bag-type cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V. The result of the cycling performance test of Example 4 is shown. in figure 2.

Ejemplo 5Example 5

A) Preparación del electrodo positivoA) Preparation of the positive electrode

Se preparó una suspensión de electrodos positivos mezclando 94 % en peso de material catódico LiNi0,33Mn0,33Co0,33O2 (obtenido en Shenzhen Tianjiao Technology Co. Ltd., China), 3 % en peso de negro de carbono (SuperP; obtenido en Timcal Ltd, Bodio, Suiza) como agente conductor y 1,5 % en peso de ácido poliacrílico (PAA, n.° 181285, obtenido en Sigma-Aldrich, EE.UU.) y 1,5% en peso de poliacrilonitrilo (LA 132, Chengdu Indigo Power Sources Co., Ltd., China) como aglutinante, que se dispersaron en agua desionizada para formar una suspensión con un contenido sólido del 50 % en peso. La suspensión se homogeneizó con una mezcladora de agitación planetaria. A positive electrode suspension was prepared by mixing 94% by weight of cathode material LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2 (obtained from Shenzhen Tianjiao Technology Co. Ltd., China), 3% by weight of carbon black (SuperP; obtained from Timcal Ltd, Bodio, Switzerland) as conductive agent and 1.5% by weight of polyacrylic acid (PAA, no. 181285, obtained from Sigma-Aldrich, USA) and 1.5% by weight of polyacrylonitrile (LA 132 , Chengdu Indigo Power Sources Co., Ltd., China) as a binder, which were dispersed in deionized water to form a suspension with a solid content of 50% by weight. The suspension was homogenized with a planetary agitation mixer.

La suspensión homogeneizada se revistió sobre ambos lados de una lámina de aluminio que tenía un grosor de 20 pm usando una máquina de recubrimiento por transferencia con una densidad de área de aproximadamente 32 mg/cm2. Las películas recubiertas sobre el papel de aluminio se secaron durante 4 minutos mediante un horno de secado por aire caliente con transportador de 24 metros de largo, como un submódulo de la máquina de recubrimiento por transferencia, que funcionaba a una velocidad del transportador de aproximadamente 6 metros/minuto para obtener un electrodo positivo. La estufa con temperatura programada permitió un gradiente de temperatura controlable en el que la temperatura subió gradualmente de la temperatura de entrada de 60 °C a la temperatura de salida de 75 °C. The homogenized suspension was coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 20 µm using a transfer coating machine with an areal density of about 32 mg/cm 2 . The coated films on the aluminum foil were dried for 4 minutes by means of a 24 meter long conveyor hot air drying oven, as a sub-module of the transfer coating machine, operating at a conveyor speed of approximately 6 meters/minute to obtain a positive electrode. The oven with programmed temperature allowed a controllable temperature gradient in which the temperature gradually increased from the inlet temperature of 60 °C to the outlet temperature of 75 °C.

B) Preparación del electrodo negativoB) Negative electrode preparation

Se preparó una suspensión de electrodos negativos mezclando 90 % en peso de carbono duro, 5 % en peso de negro de carbono y 5 % en peso de poliacrilonitrilo en agua desionizada para formar una suspensión con un contenido sólido del 50 % en peso. La suspensión se revistió por ambos lados de una lámina de cobre que tenía un grosor de 9 pm utilizando una máquina de recubrimiento por transferencia con una densidad de área de aproximadamente 15 mg/cm2. Las películas revestidas sobre la lámina de cobre se secaron a aproximadamente 50 °C durante 2,4 minutos mediante una secadora de aire caliente con transportador de 24 metros de largo, que funcionaba a una velocidad del transportador de aproximadamente 10 metros/minuto para obtener un electrodo negativo.A negative electrode slurry was prepared by mixing 90 wt% hard carbon, 5 wt% carbon black and 5 wt% polyacrylonitrile in deionized water to form a 50 wt% solid content slurry. The suspension was coated on both sides of a copper foil having a thickness of 9 µm using a transfer coating machine with an areal density of about 15 mg/cm 2 . The coated films on the copper foil were dried at approximately 50°C for 2.4 minutes by a 24 meter long conveyor hot air dryer, operating at a conveyor speed of approximately 10 meters/minute to obtain a negative electrode.

C) Pretratamiento del separadorC) Separator pretreatment

Se usó un separador microporoso de PET revestido de cerámica (obtenido de MITSUBISHI PAPER MILLS LTD, Japón) que tenía un grosor de aproximadamente 30 pm. El separador se almacenó en condiciones húmedas con un punto de rocío de aproximadamente 16 °C durante 1 mes para simular las condiciones de almacenamiento a largo plazo. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 800 ppm.A ceramic-coated PET microporous separator (obtained from MITSUBISHI PAPER MILLS LTD, Japan) having a thickness of about 30 µm was used. The separator was stored in humid conditions with a dew point of approximately 16°C for 1 month to simulate long-term storage conditions. The average value of the moisture content of the separator was 800 ppm.

Después de almacenarse durante 1 mes, el separador se secó en un horno de vacío a una presión de 2x103 Pa a 90 °C durante 2,5 horas. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 52 ppm.After being stored for 1 month, the separator was dried in a vacuum oven at a pressure of 2x103 Pa at 90°C for 2.5 hours. The average value of the moisture content of the separator was 52 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,11 N/cm y 0,09 N/cm respectivamente. Las resistencias al despegado no se vieron muy afectadas por el proceso de secado. The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.11 N/cm and 0.09 N/cm, respectively. Peel strengths were not greatly affected by the drying process.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Las películas de cátodo y ánodo resultantes preparadas mediante los métodos descritos en el ejemplo 5 se usaron para preparar el cátodo y el ánodo, respectivamente, cortando en placas de electrodo individuales. El separador presecado se cortó en placas individuales. Un conjunto de electrodos se preparó apilando los ánodos, los cátodos y los separadores interpuestos entre el electrodo positivo y el negativo al aire libre sin control de la humedad. El conjunto de electrodos se secó en un horno de vacío en el interior de una caja de guantes a una presión de 1x103 Pa a 110 °C durante 2 horas. La cámara de secado se llenó luego con aire seco caliente, que tenía un contenido de agua de 5 ppm y una temperatura de 100 °C. El aire seco y caliente se retuvo en la cámara de secado durante 10 minutos antes de evacuar la cámara de secado. Este ciclo se repitió 10 veces. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 18 ppm.The resulting cathode and anode films prepared by the methods described in Example 5 were used to prepare the cathode and anode, respectively, by cutting into individual electrode plates. The pre-dried spacer was cut into individual plates. An electrode array was prepared by stacking the anodes, cathodes, and spacers interposed between the positive and negative electrodes in the open air without humidity control. The electrode array was dried in a vacuum oven inside a glove box at a pressure of 1x103 Pa at 110 °C for 2 hours. The drying chamber was then filled with hot dry air, having a water content of 5 ppm and a temperature of 100°C. Hot, dry air was held in the drying chamber for 10 minutes before the drying chamber was evacuated. This cycle was repeated 10 times. The average value of the moisture content of the dry electrode assembly was 18 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa apilando el conjunto de electrodos seco en una cajita hecha de una película laminada de aluminio y plástico. Las placas de electrodo de cátodo y ánodo se mantuvieron separadas por separadores y la cajita se preformó. A continuación se cargó un electrolito en la cajita que contenía los electrodos empaquetados en una atmósfera de argón de alta pureza con un contenido de humedad y oxígeno < 1 ppm. El electrolito era una solución de LiPF6 (1 M) en una mezcla de carbonato de etileno (EC), etil metil carbonato (EMC) y dimetil carbonato (DMC) en una relación en volumen de 1:1:1. Después del llenado de los electrolitos, las celdas de tipo bolsa se sellaron al vacío y luego se comprimieron mecánicamente usando un punzón con forma cuadrada convencional.A bag-type cell was assembled by stacking the dry electrode array in a small box made of a laminated aluminum and plastic film. The cathode and anode electrode plates were kept apart by spacers and the cassette was preformed. An electrolyte was then loaded into the box containing the packed electrodes in an atmosphere of high purity argon with a moisture and oxygen content of < 1 ppm. The electrolyte was a solution of LiPF6 (1M) in a mixture of ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and dimethyl carbonate (DMC) in a 1:1:1 volume ratio. After filling with electrolytes, the bag-type cells were vacuum sealed and then mechanically compressed using a conventional square-shaped punch.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo 6Electrochemical measurements of Example 6

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 8,9 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 8.9 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de la ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se ensayó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V. El resultado de la prueba de rendimiento de la ciclabilidad del ejemplo 6 se muestra en la figura 3.The cycling performance of the bag-type cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V. The result of the cycling performance test of Example 6 is shown. in figure 3.

Ejemplo 7Example 7

A) Preparación del electrodo positivoA) Preparation of the positive electrode

Se preparó una suspensión de electrodos positivos mezclando 93 % en peso de material catódico LiNi0,33Mn0,33Co0,33O2 (obtenido en Shenzhen Tianjiao Technology Co. Ltd., China), 3 % en peso de negro de carbono (SuperP; obtenido en Timcal Ltd, Bodio, Suiza) como agente conductor y 4 % en peso de poliacrilonitrilo (LA 132, Chengdu Indigo Power Sources Co., Ltd., China) como aglutinante, que se dispersaron en agua desionizada para formar una suspensión con un contenido sólido del 50 % en peso. La suspensión se homogeneizó con una mezcladora de agitación planetaria.A suspension of positive electrodes was prepared by mixing 93% by weight of cathode material LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2 (obtained from Shenzhen Tianjiao Technology Co. Ltd., China), 3% by weight of carbon black (SuperP; obtained from Timcal Ltd, Bodio, Switzerland) as a conductive agent and 4% by weight of polyacrylonitrile (LA 132, Chengdu Indigo Power Sources Co., Ltd., China) as a binder, which were dispersed in deionized water to form a suspension with a solid content of the 50% by weight. The suspension was homogenized with a planetary agitation mixer.

La suspensión homogeneizada se revistió sobre ambos lados de una lámina de aluminio que tenía un grosor de 20 pm usando una máquina de recubrimiento por transferencia con una densidad de área de aproximadamente 40 mg/cm2. Las películas recubiertas sobre el papel de aluminio se secaron durante 4 minutos mediante un horno de secado por aire caliente con transportador de 24 metros de largo, como un submódulo de la máquina de recubrimiento por transferencia, que funcionaba a una velocidad del transportador de aproximadamente 6 metros/minuto para obtener un electrodo positivo. La estufa con temperatura programada permitió un gradiente de temperatura controlable en el que la temperatura subió gradualmente de la temperatura de entrada de 70 °C a la temperatura de salida de 93 °C. The homogenized suspension was coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 20 µm using a transfer coating machine with an areal density of about 40 mg/cm 2 . The coated films on the aluminum foil were dried for 4 minutes by means of a 24 meter long conveyor hot air drying oven, as a sub-module of the transfer coating machine, operating at a conveyor speed of approximately 6 meters/minute to obtain a positive electrode. The oven with programmed temperature allowed a controllable temperature gradient in which the temperature gradually increased from the inlet temperature of 70 °C to the outlet temperature of 93 °C.

B) Preparación del electrodo negativoB) Negative electrode preparation

Se preparó una suspensión de electrodos negativos mezclando 90 % en peso de carbono duro, 5 % en peso de negro de carbono y 5 % en peso de poliacrilonitrilo en agua desionizada para formar una suspensión con un contenido sólido del 50 % en peso. La suspensión se revistió por ambos lados de una lámina de cobre que tenía un grosor de 9 pm utilizando una máquina de recubrimiento por transferencia con una densidad de área de aproximadamente 15 mg/cm2. Las películas revestidas sobre la lámina de cobre se secaron a aproximadamente 50 °C durante 2,4 minutos mediante una secadora de aire caliente con transportador de 24 metros de largo, que funcionaba a una velocidad del transportador de aproximadamente 10 metros/minuto para obtener un electrodo negativo.A negative electrode slurry was prepared by mixing 90 wt% hard carbon, 5 wt% carbon black and 5 wt% polyacrylonitrile in deionized water to form a 50 wt% solid content slurry. The suspension was coated on both sides of a copper foil having a thickness of 9 µm using a transfer coating machine with an areal density of about 15 mg/cm 2 . The coated films on the copper foil were dried at approximately 50°C for 2.4 minutes by a 24 meter long conveyor hot air dryer, operating at a conveyor speed of approximately 10 meters/minute to obtain a negative electrode.

C) Pretratamiento del separadorC) Separator pretreatment

Se usó un separador microporoso no revestido hecho de tejido de PET no tejido (obtenido de MITSUBISHI PAPER MILLS LTD, Japón) que tenía un grosor de aproximadamente 20 pm. El separador se almacenó en condiciones húmedas con un punto de rocío de aproximadamente 16 °C durante 1 mes para simular las condiciones de almacenamiento a largo plazo. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 800 ppm.An uncoated microporous spacer made of nonwoven PET fabric (obtained from MITSUBISHI PAPER MILLS LTD, Japan) having a thickness of about 20 µm was used. The separator was stored under conditions humid with a dew point of about 16°C for 1 month to simulate long-term storage conditions. The average value of the moisture content of the separator was 800 ppm.

Después de almacenarse durante 1 mes, el separador se secó en un horno de vacío a una presión de 2x103 Pa a 100 °C durante 2 horas. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 42 ppm. Después del secado, el contenido de agua del separador seco se redujo significativamente.After being stored for 1 month, the separator was dried in a vacuum oven at a pressure of 2x103 Pa at 100°C for 2 hours. The average value of the moisture content of the separator was 42 ppm. After drying, the water content of the dried separator was significantly reduced.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Las películas de cátodo y ánodo resultantes preparadas mediante los métodos descritos en el ejemplo 7 se usaron para preparar el cátodo y el ánodo, respectivamente, cortando en placas de electrodo individuales. El separador presecado se cortó en placas individuales. Un conjunto de electrodos se preparó apilando los ánodos, los cátodos y los separadores interpuestos entre el electrodo positivo y el negativo al aire libre sin control de la humedad. El conjunto de electrodos se secó en un horno de vacío en el interior de una caja de guantes a una presión de 2.000 Pa a 105 °C durante 1,5 horas. La cámara de secado se llenó luego con aire seco caliente, que tenía un contenido de agua de 5 ppm y una temperatura de 90 °C. El aire seco y caliente se retuvo en la cámara de secado durante 10 minutos antes de evacuar la cámara de secado. Este ciclo se repitió 8 veces. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 18 ppm.The resulting cathode and anode films prepared by the methods described in Example 7 were used to prepare the cathode and anode, respectively, by cutting into individual electrode plates. The pre-dried spacer was cut into individual plates. An electrode array was prepared by stacking the anodes, cathodes, and spacers interposed between the positive and negative electrodes in the open air without humidity control. The electrode array was dried in a vacuum oven inside a glove box at a pressure of 2,000 Pa at 105 °C for 1.5 hours. The drying chamber was then filled with hot dry air, having a water content of 5 ppm and a temperature of 90°C. Hot, dry air was held in the drying chamber for 10 minutes before the drying chamber was evacuated. This cycle was repeated 8 times. The average value of the moisture content of the dry electrode assembly was 18 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2.A bag cell was assembled according to the method described in Example 2.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo 7Electrochemical measurements of Example 7

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 10,2 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 10.2 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

Ejemplo 8* - no de acuerdo con la presente invenciónExample 8* - not according to the present invention

A) Preparación del electrodo positivoA) Preparation of the positive electrode

Se preparó una suspensión de electrodos positivos mezclando 93% en peso de material catódico LiNi0,33Mn0,33O2 (obtenido en Shenzhen Tianjiao Technology Co. Ltd., China), 3 % en peso de negro de carbono (SuperP; obtenido en Timcal Ltd, Bodio, Suiza) como agente conductor y 4 % en peso de poliacrilonitrilo (LA 132, Chengdu Indigo Power Sources Co., Ltd., China) como aglutinante, que se dispersaron en agua desionizada para formar una suspensión con un contenido sólido del 50 % en peso. La suspensión se homogeneizó con una mezcladora de agitación planetaria. La suspensión homogeneizada se revistió sobre ambos lados de una lámina de aluminio que tenía un grosor de 20 pm usando una máquina de recubrimiento por transferencia con una densidad de área de aproximadamente 39 mg/cm2. Las películas recubiertas sobre el papel de aluminio se secaron durante 4 minutos mediante un horno de secado por aire caliente con transportador de 24 metros de largo, como un submódulo de la máquina de recubrimiento por transferencia, que funcionaba a una velocidad del transportador de aproximadamente 6 metros/minuto para obtener un electrodo positivo. La estufa con temperatura programada permitió un gradiente de temperatura controlable en el que la temperatura subió gradualmente de la temperatura de entrada de 70 °C a la temperatura de salida de 90 °C. B) Preparación del electrodo negativoA positive electrode suspension was prepared by mixing 93 wt% LiNi0.33Mn0.33O2 cathode material (obtained from Shenzhen Tianjiao Technology Co. Ltd., China), 3 wt% carbon black (SuperP; obtained from Timcal Ltd, Bodium, Switzerland) as a conductive agent and 4% by weight of polyacrylonitrile (LA 132, Chengdu Indigo Power Sources Co., Ltd., China) as a binder, which were dispersed in deionized water to form a suspension with a solid content of 50%. in weigh. The suspension was homogenized with a planetary agitation mixer. The homogenized suspension was coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 20 µm using a transfer coating machine with an areal density of about 39 mg/cm 2 . The coated films on the aluminum foil were dried for 4 minutes by means of a 24 meter long conveyor hot air drying oven, as a sub-module of the transfer coating machine, operating at a conveyor speed of approximately 6 meters/minute to obtain a positive electrode. The oven with programmed temperature allowed a controllable temperature gradient in which the temperature gradually increased from the inlet temperature of 70 °C to the outlet temperature of 90 °C. B) Negative electrode preparation

Se preparó una suspensión de electrodos negativos mezclando 90 % en peso de carbono duro, 5 % en peso de negro de carbono y 5 % en peso de poliacrilonitrilo en agua desionizada para formar una suspensión con un contenido sólido del 50 % en peso. La suspensión se revistió por ambos lados de una lámina de cobre que tenía un grosor de 9 pm utilizando una máquina de recubrimiento por transferencia con una densidad de área de aproximadamente 15 mg/cm2. Las películas revestidas sobre la lámina de cobre se secaron a aproximadamente 50 °C durante 2,4 minutos mediante una secadora de aire caliente con transportador de 24 metros de largo, que funcionaba a una velocidad del transportador de aproximadamente 10 metros/minuto para obtener un electrodo negativo.A negative electrode slurry was prepared by mixing 90 wt% hard carbon, 5 wt% carbon black and 5 wt% polyacrylonitrile in deionized water to form a 50 wt% solid content slurry. The suspension was coated on both sides of a copper foil having a thickness of 9 µm using a transfer coating machine with an areal density of about 15 mg/cm 2 . The coated films on the copper foil were dried at approximately 50°C for 2.4 minutes by a 24 meter long conveyor hot air dryer, operating at a conveyor speed of approximately 10 meters/minute to obtain a negative electrode.

C) Preparación del separadorC) Preparation of the separator

Se preparó el separador revestido mediante el método descrito en el Ejemplo 3. El separador se almacenó a continuación en condiciones húmedas con un punto de rocío de aproximadamente 20 °C durante 1 mes para simular las condiciones de almacenamiento a largo plazo. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 1.000 ppm.The coated spacer was prepared by the method described in Example 3. The spacer was stored at then in humid conditions with a dew point of about 20°C for 1 month to simulate long-term storage conditions. The average value of the moisture content of the separator was 1,000 ppm.

Después de almacenarse durante 1 mes, el separador se secó en un horno de vacío a una presión de 4.5x103 Pa a 155 °C durante 2 horas. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 11 ppm.After being stored for 1 month, the separator was dried in a vacuum oven at a pressure of 4.5x103 Pa at 155 °C for 2 hours. The average value of the moisture content of the separator was 11 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,035 N/cm y 0,075 N/cm respectivamente. La resistencia al despegado del separador ha disminuido significativamente después de la etapa presecado. Esto hace que el separador sea propenso a fallos mecánicos cuando se ensambla un conjunto de electrodos mediante una máquina apiladora automática de alta velocidad. En este caso, el separador sufrió una degradación durante el tratamiento térmico a alta temperatura, en el cual el material aglutinante acuoso en el revestimiento se volvió quebradizo. Por lo tanto, una temperatura más baja es beneficiosa para un secado lento para evitar el agrietamiento o fragilización de la capa porosa protectora.The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.035 N/cm and 0.075 N/cm, respectively. The peel strength of the separator has decreased significantly after the pre-drying stage. This makes the separator prone to mechanical failure when an electrode assembly is assembled by a high-speed automatic stacking machine. In this case, the spacer suffered degradation during the high temperature heat treatment, in which the aqueous binder material in the coating became brittle. Therefore, a lower temperature is beneficial for slow drying to prevent cracking or embrittlement of the protective porous layer.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Las películas de cátodo y ánodo resultantes preparadas mediante los métodos descritos en el ejemplo 8 se usaron para preparar el cátodo y el ánodo, respectivamente, cortando en placas de electrodo individuales. El separador presecado se cortó en placas individuales. Un conjunto de electrodos se preparó apilando los ánodos, los cátodos y los separadores interpuestos entre el electrodo positivo y el negativo al aire libre sin control de la humedad. El conjunto de electrodos se secó en un horno de vacío en el interior de una caja de guantes a una presión de 2.000 Pa a 105 °C durante 1,5 horas. La cámara de secado se llenó luego con aire seco caliente, que tenía un contenido de agua de 5 ppm y una temperatura de 90 °C. El aire seco y caliente se retuvo en la cámara de secado durante 10 minutos antes de evacuar la cámara de secado. Este ciclo se repitió 8 veces. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 14 ppm.The resulting cathode and anode films prepared by the methods described in Example 8 were used to prepare the cathode and anode, respectively, by cutting into individual electrode plates. The pre-dried spacer was cut into individual plates. An electrode array was prepared by stacking the anodes, cathodes, and spacers interposed between the positive and negative electrodes in the open air without humidity control. The electrode array was dried in a vacuum oven inside a glove box at a pressure of 2,000 Pa at 105 °C for 1.5 hours. The drying chamber was then filled with hot dry air, having a water content of 5 ppm and a temperature of 90°C. Hot, dry air was held in the drying chamber for 10 minutes before the drying chamber was evacuated. This cycle was repeated 8 times. The average value of the moisture content of the dry electrode assembly was 14 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2.A bag cell was assembled according to the method described in Example 2.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo 8Electrochemical measurements of Example 8

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 10,2 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 10.2 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

Ejemplo 9Example 9

A) Preparación del electrodo positivoA) Preparation of the positive electrode

Se preparó una suspensión de electrodos positivos mezclando 93 % en peso de material catódico LiNi0,5Mn0,3Co0,2O2 (obtenido de Hunan Rui Xiang New Material Co. Ltd., Changsha, China), 3,5 % en peso de negro de carbono (SuperP; obtenido en Timcal Ltd, Bodio, Suiza) como agente conductor y 1,5 % en peso de ácido poliacrílico (PAA, n.° 181285, obtenido en Sigma-Aldrich, EE.UU.) y 2 % en peso de poliacrilonitrilo (LA 132, Chengdu Indigo Power Sources Co., Ltd., China) como aglutinante, que se dispersaron en agua desionizada para formar una suspensión con un contenido sólido del 50 % en peso. La suspensión se homogeneizó con una mezcladora de agitación planetaria.A positive electrode suspension was prepared by mixing 93 wt% LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 cathode material (obtained from Hunan Rui Xiang New Material Co. Ltd., Changsha, China), 3.5 wt% carbon black (SuperP; obtained from Timcal Ltd, Bodio, Switzerland) as a conductive agent and 1.5% by weight of polyacrylic acid (PAA, no. 181285, obtained from Sigma-Aldrich, USA) and 2% by weight of polyacrylonitrile (LA 132, Chengdu Indigo Power Sources Co., Ltd., China) as a binder, which were dispersed in deionized water to form a suspension with a solid content of 50% by weight. The suspension was homogenized with a planetary agitation mixer.

La suspensión homogeneizada se revistió sobre ambos lados de una lámina de aluminio que tenía un grosor de 20 pm usando una máquina de recubrimiento por transferencia con una densidad de área de aproximadamente 40 mg/cm2. Las películas recubiertas sobre el papel de aluminio se secaron durante 4 minutos mediante un horno de secado por aire caliente con transportador de 24 metros de largo, como un submódulo de la máquina de recubrimiento por transferencia, que funcionaba a una velocidad del transportador de aproximadamente 6 metros/minuto para obtener un electrodo positivo. La estufa con temperatura programada permitió un gradiente de temperatura controlable en el que la temperatura subió gradualmente de la temperatura de entrada de 70 °C a la temperatura de salida de 90 °C. The homogenized suspension was coated on both sides of an aluminum foil having a thickness of 20 µm using a transfer coating machine with an areal density of about 40 mg/cm 2 . The coated films on the aluminum foil were dried for 4 minutes by means of a 24 meter long conveyor hot air drying oven, as a sub-module of the transfer coating machine, operating at a conveyor speed of approximately 6 meters/minute to obtain a positive electrode. The oven with programmed temperature allowed a controllable temperature gradient in which the temperature gradually increased from the inlet temperature of 70 °C to the outlet temperature of 90 °C.

B) Preparación del electrodo negativoB) Negative electrode preparation

Se preparó una suspensión de electrodos negativos mezclando 90 % en peso de carbono duro, 5 % en peso de negro de carbono y 5 % en peso de poliacrilonitrilo en agua desionizada para formar una suspensión con un contenido sólido del 50 % en peso. La suspensión se revistió por ambos lados de una lámina de cobre que tenía un grosor de 9 |jm utilizando una máquina de recubrimiento por transferencia con una densidad de área de aproximadamente 15 mg/cm2 Las películas revestidas sobre la lámina de cobre se secaron a aproximadamente 50 °C durante 2,4 minutos mediante una secadora de aire caliente con transportador de 24 metros de largo, que funcionaba a una velocidad del transportador de aproximadamente 10 metros/minuto para obtener un electrodo negativo.A negative electrode slurry was prepared by mixing 90 wt% hard carbon, 5 wt% carbon black and 5 wt% polyacrylonitrile in deionized water to form a 50 wt% solid content slurry. The suspension was coated on both sides of a copper foil having a thickness of 9 µm using a transfer coating machine with an areal density of about 15 mg/cm2. The coated films on the copper foil were dried to about 50°C for 2.4 minutes by a 24-meter-long conveyor hot-air dryer operating at a conveyor speed of about 10 meters/minute to obtain a negative electrode.

C) Pretratamiento del separadorC) Separator pretreatment

Se usó un separador microporoso de PI revestido de cerámica (obtenido de Jiangxi Advanced Nanofiber Technology Co., Ltd., China) que tiene un grosor de aproximadamente 20 jm . El separador se almacenó en condiciones húmedas con un punto de rocío de aproximadamente 20 °C durante 1 mes para simular las condiciones de almacenamiento a largo plazo. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 1.000 ppm.A ceramic-coated PI microporous separator (obtained from Jiangxi Advanced Nanofiber Technology Co., Ltd., China) having a thickness of about 20 µm was used. The separator was stored in humid conditions with a dew point of approximately 20°C for 1 month to simulate long-term storage conditions. The average value of the moisture content of the separator was 1,000 ppm.

Después de almacenarse durante 1 mes, el separador se secó en un horno de vacío a una presión de 1.000 Pa a 120 °C durante 2 horas. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 32 ppm.After being stored for 1 month, the separator was dried in a vacuum oven at a pressure of 1,000 Pa at 120 °C for 2 hours. The average value of the moisture content of the separator was 32 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,085 N/cm y 0,08 N/cm respectivamente. Las resistencias al despegado no se vieron muy afectadas por el proceso de secado.The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.085 N/cm and 0.08 N/cm, respectively. Peel strengths were not greatly affected by the drying process.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Las películas de cátodo y ánodo resultantes preparadas mediante los métodos descritos en el ejemplo 9 se usaron para preparar el cátodo y el ánodo, respectivamente, cortando en placas de electrodo individuales. El separador presecado se cortó en placas individuales. Un conjunto de electrodos se preparó apilando los ánodos, los cátodos y los separadores interpuestos entre el electrodo positivo y el negativo al aire libre sin control de la humedad. El conjunto de electrodos se secó en un horno de vacío en el interior de una caja de guantes a una presión de 2.000 Pa a 105 °C durante 1,5 horas. La cámara de secado se llenó luego con aire seco caliente, que tenía un contenido de agua de 5 ppm y una temperatura de 90 °C. El aire seco y caliente se retuvo en la cámara de secado durante 10 minutos antes de evacuar la cámara de secado. Este ciclo se repitió 8 veces. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 16 ppm.The resulting cathode and anode films prepared by the methods described in Example 9 were used to prepare the cathode and anode, respectively, by cutting into individual electrode plates. The pre-dried spacer was cut into individual plates. An electrode array was prepared by stacking the anodes, cathodes, and spacers interposed between the positive and negative electrodes in the open air without humidity control. The electrode array was dried in a vacuum oven inside a glove box at a pressure of 2,000 Pa at 105 °C for 1.5 hours. The drying chamber was then filled with hot dry air, having a water content of 5 ppm and a temperature of 90°C. Hot, dry air was held in the drying chamber for 10 minutes before the drying chamber was evacuated. This cycle was repeated 8 times. The average value of the moisture content of the dry electrode assembly was 16 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2.A bag cell was assembled according to the method described in Example 2.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo 9Electrochemical measurements of Example 9

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 10,7 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 10.7 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

Ejemplo 10Example 10

Pretratamiento del separadorSeparator pretreatment

Se usó un separador microporoso de PET revestido de cerámica (obtenido de MITSUBISHI PAPER MILLS LTD, Japón) que tenía un grosor de aproximadamente 30 jm . El separador se almacenó en condiciones húmedas con un punto de rocío de aproximadamente 20 °C durante 1 mes para simular las condiciones de almacenamiento a largo plazo. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 1.000 ppm.A ceramic-coated PET microporous separator (obtained from MITSUBISHI PAPER MILLS LTD, Japan) having a thickness of about 30 µm was used. The separator was stored in humid conditions with a dew point of approximately 20°C for 1 month to simulate long-term storage conditions. The average value of the moisture content of the separator was 1,000 ppm.

Después de almacenarse durante 1 mes, el separador se secó en un horno de vacío a una presión de 2.000 Pa a 85 °C durante 1 hora. La cámara de secado se llenó luego con aire seco caliente, que tenía un contenido de agua de 5 ppm y una temperatura de 90 °C. El aire seco y caliente se retuvo en la cámara de secado durante 10 minutos antes de evacuar la cámara de secado. Este ciclo se repitió 5 veces. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 13 ppm. After being stored for 1 month, the separator was dried in a vacuum oven at a pressure of 2,000 Pa at 85°C for 1 hour. The drying chamber was then filled with hot dry air, having a water content of 5 ppm and a temperature of 90°C. Hot, dry air was held in the drying chamber for 10 minutes before the drying chamber was evacuated. This cycle was repeated 5 times. The average value of the moisture content of the separator was 13 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,09 N/cm y 0,085 N/cm respectivamente. Las resistencias al pelado no se vieron muy afectadas por el proceso de secado.The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.09 N/cm and 0.085 N/cm, respectively. Peel strengths were not greatly affected by the drying process.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Los electrodos positivos y negativos se prepararon mediante el método descrito en el Ejemplo 5. Se preparó un conjunto de electrodos mediante el método descrito en el Ejemplo 2. El conjunto de electrodos se secó mediante el método descrito en el Ejemplo 6. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 9 ppm.Positive and negative electrodes were prepared by the method described in Example 5. An electrode array was prepared by the method described in Example 2. The electrode array was dried by the method described in Example 6. The average value of the moisture content of the dry electrode array was 9 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2.A bag cell was assembled according to the method described in Example 2.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo 10Electrochemical measurements of Example 10

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 10,0 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 10.0 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

Ejemplo 11Example 11

Pretratamiento del separadorSeparator pretreatment

Se usó un separador microporoso de PET revestido de cerámica (obtenido de MITSUBISHI PAPER MILLS LTD, Japón) que tenía un grosor de aproximadamente 30 pm. El separador se almacenó en condiciones húmedas con un punto de rocío de aproximadamente 20 °C durante 1 mes para simular las condiciones de almacenamiento a largo plazo. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 1.000 ppm.A ceramic-coated PET microporous separator (obtained from MITSUBISHI PAPER MILLS LTD, Japan) having a thickness of about 30 µm was used. The separator was stored in humid conditions with a dew point of approximately 20°C for 1 month to simulate long-term storage conditions. The average value of the moisture content of the separator was 1,000 ppm.

Después de almacenarse durante 1 mes, el separador se secó en un horno de vacío a una presión de 1.000 Pa a 110 °C durante 3 horas. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 37 ppm.After being stored for 1 month, the separator was dried in a vacuum oven at a pressure of 1,000 Pa at 110 °C for 3 hours. The average value of the moisture content of the separator was 37 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,06 N/cm y 0,07 N/cm respectivamente. Las resistencias al despegado no se vieron muy afectadas por el proceso de secado.The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.06 N/cm and 0.07 N/cm, respectively. Peel strengths were not greatly affected by the drying process.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Los electrodos positivos y negativos se prepararon mediante el método descrito en el Ejemplo 5. Se preparó un conjunto de electrodos mediante el método descrito en el Ejemplo 2. Un conjunto de electrodos se preparó apilando los ánodos, los cátodos y los separadores interpuestos entre el electrodo positivo y el negativo al aire libre sin control de la humedad. El conjunto de electrodos se enrolló en espiral en una configuración de rollo. A continuación, el conjunto de electrodos se secó en un horno de vacío en el interior de una caja de guantes a una presión de 1.000 Pa a 110 °C durante 3 horas. La cámara de secado se llenó luego con aire seco caliente, que tenía un contenido de agua de 5 ppm y una temperatura de 90 °C. El aire seco y caliente se retuvo en la cámara de secado durante 10 minutos antes de evacuar la cámara de secado. Este ciclo se repitió 10 veces. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 19 ppm.Positive and negative electrodes were prepared by the method described in Example 5. An electrode array was prepared by the method described in Example 2. An electrode array was prepared by stacking the anodes, cathodes, and spacers interposed between the electrode positive and negative outdoors without humidity control. The electrode array was spirally wound in a coil configuration. The electrode array was then dried in a vacuum oven inside a glove box at a pressure of 1,000 Pa at 110 °C for 3 hours. The drying chamber was then filled with hot dry air, having a water content of 5 ppm and a temperature of 90°C. Hot, dry air was held in the drying chamber for 10 minutes before the drying chamber was evacuated. This cycle was repeated 10 times. The average value of the moisture content of the dry electrode assembly was 19 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2. A bag cell was assembled according to the method described in Example 2.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo 11Electrochemical measurements of Example 11

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 10,1 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 10.1 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

Ejemplo comparativo 1Comparative Example 1

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Los electrodos positivos y negativos se prepararon mediante el método descrito en el Ejemplo 5. Se preparó un conjunto de electrodos mediante el método descrito en el Ejemplo 2. Un conjunto de electrodos se secó mediante el método descrito en el Ejemplo 6 excepto que el separador no se secó previamente. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 222 ppm.Positive and negative electrodes were prepared by the method described in Example 5. One set of electrodes was prepared by the method described in Example 2. One set of electrodes was dried by the method described in Example 6 except that the separator was not previously dried. The average value of the moisture content of the dry electrode assembly was 222 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2. Mediciones electroquímicas del Ejemplo comparativo 1A bag cell was assembled according to the method described in Example 2. Electrochemical Measurements of Comparative Example 1

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 9,9 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 9.9 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

Ejemplo comparativo 2Comparative Example 2

Pretratamiento del separadorSeparator pretreatment

Se procesó un separador mediante el método descrito en el Ejemplo 5 excepto que el separador se secó a presión atmosférica durante 12 horas en lugar de a presión reducida durante 2,5 horas. El valor promedio del contenido de humedad del separador procesado fue de 240 ppm.A separator was processed by the method described in Example 5 except that the separator was dried at atmospheric pressure for 12 hours instead of at reduced pressure for 2.5 hours. The average value of the moisture content of the processed separator was 240 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador procesado y el separador sin procesar fueron 0,085 N/cm y 0,08 N/cm respectivamente. Las resistencias al despegado no se vieron muy afectadas por el proceso de secado.The average values of the peel strengths of the processed separator and the unprocessed separator were 0.085 N/cm and 0.08 N/cm, respectively. Peel strengths were not greatly affected by the drying process.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Los electrodos positivos y negativos se prepararon mediante el método descrito en el Ejemplo 5. Se preparó un conjunto de electrodos mediante el método descrito en el Ejemplo 2. Un conjunto de electrodos se secó mediante el método descrito en el Ejemplo 6. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 145 ppm.Positive and negative electrodes were prepared by the method described in Example 5. One set of electrodes was prepared by the method described in Example 2. One set of electrodes was dried by the method described in Example 6. The average value of the moisture content of the dry electrode array was 145 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2.A bag cell was assembled according to the method described in Example 2.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo comparativo 2Electrochemical Measurements of Comparative Example 2

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 10,2 Ah. The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 10.2 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

Ejemplo comparativo 3Comparative Example 3

Pretratamiento del separadorSeparator pretreatment

Se secó previamente un separador mediante el método descrito en el Ejemplo 5 excepto que el separador se secó a 50 °C en lugar de a 90 °C con relleno de gas. La cámara de secado se llenó con aire seco caliente, que tenía un contenido de agua de 5 ppm y una temperatura de 40 °C. El aire seco y caliente se retuvo en la cámara de secado durante 15 minutos antes de evacuar la cámara de secado. Este ciclo se repitió 8 veces. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 117 ppm.A separator was pre-dried by the method described in Example 5 except that the separator was dried at 50°C instead of 90°C with gas filling. The drying chamber was filled with hot dry air, which had a water content of 5 ppm and a temperature of 40 °C. Hot, dry air was held in the drying chamber for 15 minutes before the drying chamber was evacuated. This cycle was repeated 8 times. The average value of the moisture content of the separator was 117 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,075 N/cm y 0,06 N/cm respectivamente. Las resistencias al despegado no se vieron muy afectadas por el proceso de secado.The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.075 N/cm and 0.06 N/cm, respectively. Peel strengths were not greatly affected by the drying process.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Los electrodos positivos y negativos se prepararon mediante el método descrito en el Ejemplo 5. Se preparó un conjunto de electrodos mediante el método descrito en el Ejemplo 2. Un conjunto de electrodos se secó mediante el método descrito en el Ejemplo 6. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 79 ppm.Positive and negative electrodes were prepared by the method described in Example 5. One set of electrodes was prepared by the method described in Example 2. One set of electrodes was dried by the method described in Example 6. The average value of the moisture content of the dry electrode array was 79 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2.A bag cell was assembled according to the method described in Example 2.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo comparativo 3Electrochemical Measurements of Comparative Example 3

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 10,1 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 10.1 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

Ejemplo comparativo 4Comparative Example 4

Pretratamiento del separadorSeparator pretreatment

Se secó previamente un separador mediante el método descrito en el Ejemplo 5. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 48 ppm.A separator was previously dried by the method described in Example 5. The average value of the moisture content of the separator was 48 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,09 N/cm y 0,07 N/cm respectivamente. Las resistencias al despegado no se vieron muy afectadas por el proceso de secado.The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.09 N/cm and 0.07 N/cm, respectively. Peel strengths were not greatly affected by the drying process.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Los electrodos positivos y negativos se prepararon mediante el método descrito en el Ejemplo 5. Se preparó un conjunto de electrodos mediante el método descrito en el Ejemplo 2. El conjunto de electrodos se secó mediante el método descrito en el Ejemplo 6, excepto que el conjunto de electrodos se secó a 160 °C en lugar de 110 °C. El valor medio del contenido de humedad del conjunto de electrodos secos fue de 18 ppm. Positive and negative electrodes were prepared by the method described in Example 5. An electrode array was prepared by the method described in Example 2. The electrode array was dried by the method described in Example 6, except that the electrode array of electrodes was dried at 160 °C instead of 110 °C. The mean value of the moisture content of the dry electrode array was 18 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2.A bag cell was assembled according to the method described in Example 2.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo comparativo 4Electrochemical Measurements of Comparative Example 4

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 10,2 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 10.2 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

Ejemplo comparativo 5Comparative Example 5

Pretratamiento del separadorSeparator pretreatment

Se secó previamente un separador mediante el método descrito en el Ejemplo 5. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 50 ppm.A separator was previously dried by the method described in Example 5. The average value of the moisture content of the separator was 50 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,08 N/cm y 0,06 N/cm respectivamente. Las resistencias al despegado no se vieron muy afectadas por el proceso de secado.The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.08 N/cm and 0.06 N/cm, respectively. Peel strengths were not greatly affected by the drying process.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Los electrodos positivos y negativos se prepararon mediante el método descrito en el Ejemplo 5. Se preparó un conjunto de electrodos mediante el método descrito en el Ejemplo 2. Se preparó y se secó un conjunto de electrodos mediante el método descrito en el Ejemplo 6, excepto que el conjunto de electrodos se secó a 65 °C en lugar de 110 °C. El valor medio del contenido de humedad del conjunto de electrodos secos fue de 101 ppm.Positive and negative electrodes were prepared by the method described in Example 5. One set of electrodes was prepared by the method described in Example 2. One set of electrodes was prepared and dried by the method described in Example 6, except that the electrode array was dried at 65°C instead of 110°C. The mean value of the moisture content of the dry electrode array was 101 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2.A bag cell was assembled according to the method described in Example 2.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo comparativo 5Electrochemical Measurements of Comparative Example 5

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 9,8 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 9.8 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

Ejemplo comparativo 6Comparative Example 6

Pretratamiento del separadorSeparator pretreatment

Se secó previamente un separador mediante el método descrito en el Ejemplo 5. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 47 ppm.A separator was previously dried by the method described in Example 5. The average value of the moisture content of the separator was 47 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,075 N/cm y 0,06 N/cm respectivamente. Las resistencias al despegado no se vieron muy afectadas por el proceso de secado.The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.075 N/cm and 0.06 N/cm, respectively. Peel strengths were not greatly affected by the drying process.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Los electrodos positivos y negativos se prepararon mediante el método descrito en el Ejemplo 5. Se preparó un conjunto de electrodos mediante el método descrito en el Ejemplo 2. El conjunto de electrodos se secó mediante el método descrito en el Ejemplo 6, excepto que el conjunto de electrodos se secó continuamente a 110 °C durante 24 horas sin repetir las etapas de llenado y vaciado. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 164 ppm.Positive and negative electrodes were prepared by the method described in Example 5. A electrode array by the method described in Example 2. The electrode array was dried by the method described in Example 6, except that the electrode array was dried continuously at 110°C for 24 hours without repeating the filling and drying steps. emptied. The average value of the moisture content of the dry electrode assembly was 164 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2.A bag cell was assembled according to the method described in Example 2.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo comparativo 6Electrochemical Measurements of Comparative Example 6

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 10,1 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 10.1 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

Ejemplo comparativo 7Comparative example 7

Pretratamiento del separadorSeparator pretreatment

Se secó previamente un separador mediante el método descrito en el Ejemplo 5. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 52 ppm.A separator was previously dried by the method described in Example 5. The average value of the moisture content of the separator was 52 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,075 N/cm y 0,07 N/cm respectivamente. Las resistencias al despegado no se vieron muy afectadas por el proceso de secado.The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.075 N/cm and 0.07 N/cm, respectively. Peel strengths were not greatly affected by the drying process.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Los electrodos positivos y negativos se prepararon mediante el método descrito en el Ejemplo 5. Se preparó un conjunto de electrodos mediante el método descrito en el Ejemplo 2. El conjunto de electrodos se secó mediante el método descrito en el Ejemplo 6, excepto que el número de ciclos de secado al vacío y llenado de gas fue 3 en lugar de 10. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 50 ppm.Positive and negative electrodes were prepared by the method described in Example 5. An electrode array was prepared by the method described in Example 2. The electrode array was dried by the method described in Example 6, except that the number of vacuum drying and gas filling cycles was 3 instead of 10. The average value of the moisture content of the dry electrode assembly was 50 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2.A bag cell was assembled according to the method described in Example 2.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo comparativo 7Electrochemical Measurements of Comparative Example 7

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 10,3 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 10.3 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

Ejemplo comparativo 8Comparative example 8

Pretratamiento del separadorSeparator pretreatment

Se usó un separador microporoso de PET revestido de cerámica (obtenido de MITSUBISHI PAPER MILLS LTD, Japón) que tenía un grosor de aproximadamente 30 pm. El separador se almacenó en condiciones húmedas con un punto de rocío de aproximadamente 20 °C durante 1 mes para simular las condiciones de almacenamiento a largo plazo. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 800 ppm. A ceramic-coated PET microporous separator (obtained from MITSUBISHI PAPER MILLS LTD, Japan) having a thickness of about 30 µm was used. The separator was stored in humid conditions with a dew point of approximately 20°C for 1 month to simulate long-term storage conditions. The average value of the moisture content of the separator was 800 ppm.

Después de almacenarse durante 1 mes, el separador se secó en un horno de vacío a una presión de 1.000 Pa a 155 °C durante 2 horas. El valor promedio del contenido de humedad del separador fue de 15 ppm.After being stored for 1 month, the separator was dried in a vacuum oven at a pressure of 1,000 Pa at 155 °C for 2 hours. The average value of the moisture content of the separator was 15 ppm.

Resistencias al despegado del separadorSeparator peel strength

Los valores medios de las resistencias al despegado del separador presecado y el separador sin procesar fueron 0,03 N/cm y 0,075 N/cm respectivamente. La resistencia al despegado del separador ha disminuido significativamente después de la etapa presecado.The mean values of the peel strengths of the pre-dried spacer and the raw spacer were 0.03 N/cm and 0.075 N/cm, respectively. The peel strength of the separator has decreased significantly after the pre-drying stage.

Ensamblaje del conjunto de electrodosElectrode Assembly Assembly

Los electrodos positivos y negativos se prepararon mediante el método descrito en el Ejemplo 5. Se preparó un conjunto de electrodos mediante el método descrito en el Ejemplo 2. Un conjunto de electrodos se preparó apilando los ánodos, los cátodos y los separadores interpuestos entre el electrodo positivo y el electrodo negativo y enrollados en espiral en una configuración de tipo rollo al aire libre sin control de la humedad. A continuación, el conjunto de electrodos se secó en un horno de vacío en el interior de una caja de guantes a una presión de 1.000 Pa a 110 °C durante 3 horas. La cámara de secado se llenó luego con aire seco caliente, que tenía un contenido de agua de 5 ppm y una temperatura de 100 °C. El aire seco y caliente se retuvo en la cámara de secado durante 10 minutos antes de evacuar la cámara de secado. Este ciclo se repitió 10 veces. El valor promedio del contenido de humedad del conjunto de electrodos seco fue de 20 ppm.Positive and negative electrodes were prepared by the method described in Example 5. An electrode array was prepared by the method described in Example 2. An electrode array was prepared by stacking the anodes, cathodes, and spacers interposed between the electrode positive and negative electrode and spirally wound in a roll-type configuration in the open air without humidity control. The electrode array was then dried in a vacuum oven inside a glove box at a pressure of 1,000 Pa at 110 °C for 3 hours. The drying chamber was then filled with hot dry air, having a water content of 5 ppm and a temperature of 100°C. Hot, dry air was held in the drying chamber for 10 minutes before the drying chamber was evacuated. This cycle was repeated 10 times. The average value of the moisture content of the dry electrode array was 20 ppm.

Ensamblaje de la batería de tipo bolsaBag-Type Battery Assembly

Se montó una celda de tipo bolsa de acuerdo con el método descrito en el Ejemplo 2.A bag cell was assembled according to the method described in Example 2.

Mediciones electroquímicas del Ejemplo comparativo 8Electrochemical Measurements of Comparative Example 8

I) Capacidad nominalI) Rated capacity

La celda se ensayó galvanostáticamente a una densidad de corriente de C/2 a 25 °C en un equipo de ensayo de baterías entre 3,0 V y 4,2 V. La capacidad nominal fue de aproximadamente 10,1 Ah.The cell was galvanostatically tested at a current density of C/2 at 25 °C in a battery tester between 3.0 V and 4.2 V. The nominal capacity was approximately 10.1 Ah.

II) Rendimiento de la ciclabilidadII) Cyclability performance

El rendimiento de ciclabilidad de la celda de tipo bolsa se probó cargando y descargando a una tasa de corriente constante de 1C entre 3,0 V y 4,2 V.The cycling performance of the bag cell was tested by charging and discharging at a constant current rate of 1C between 3.0 V and 4.2 V.

La elección del separador y la formulación del electrodo de cada uno de estos Ejemplos y Ejemplos Comparativos se resumen en la Tabla 1 a continuación. Las condiciones de secado del separador de cada uno de estos Ejemplos y Ejemplos Comparativos se muestran en la Tabla 2 a continuación. El contenido de agua y la resistencia al despegado del separador de cada uno de estos Ejemplos y Ejemplos Comparativos se muestran en la Tabla 3. Las condiciones de secado del conjunto de electrodos de cada uno de estos Ejemplos y Ejemplos Comparativos se muestran en la Tabla 4 a continuación. El contenido de agua del conjunto de electrodos y el rendimiento de la ciclabilidad de estos Ejemplos y Ejemplos Comparativos se muestran en la Tabla 5 a continuación. Las pruebas electroquímicas de los Ejemplos 2-7 y 9-11 muestran la buena estabilidad electroquímica de la batería en un amplio intervalo de potenciales, así como un excelente rendimiento del ciclo.The choice of separator and electrode formulation of each of these Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1 below. The separator drying conditions of each of these Examples and Comparative Examples are shown in Table 2 below. The water content and separator peel strength of each of these Examples and Comparative Examples are shown in Table 3. The drying conditions of the electrode assembly of each of these Examples and Comparative Examples are shown in Table 4 next. The water content of the electrode array and the cyclability performance of these Examples and Comparative Examples are shown in Table 5 below. The electrochemical tests of Examples 2-7 and 9-11 show the good electrochemical stability of the battery over a wide range of potentials, as well as excellent cycle performance.

Tabla 1Table 1

N.° Material catódico Material aglutinante de cátodo Disolvente SeparadorNo. Cathode material Cathode binder material Solvent Separator

Cátodo Ánodo Material de base Recubrimiento Ejemplo 1 NMC333 PAA+SBR+PVDF H2O H2O EP Sí Ejemplo 3 LMO PVDF NMP H2O PET Sí Ejemplo 5 NMC333 PAA+LA132 H2O H2O PET Sí E em lo 7 NMC333 LA132 H2O H2O PET N.° Cathode Anode Base material Coating Example 1 NMC333 PAA+SBR+PVDF H 2 O H 2 O EP Yes Example 3 LMO PVDF NMP H 2 O PET Yes Example 5 NMC333 PAA+LA132 H 2 O H 2 O PET Yes E em lo 7 NMC333 LA132 H 2 O H 2 O PET #

Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0001

Ejemplo comparativo 7 NMC333 PAA+LA132 H2O H2O PET Sí Ejemplo Comparativo 81 NMC333 PAA+LA132 H2O H2O PET Sí Nota: 1El conjunto de electrodos de la celda de tipo bolsa se enrolló en espiral en una configuración de tipo rollo antes de secarlo. Comparative Example 7 NMC333 PAA+LA132 H 2 O H 2 O PET Yes Comparative Example 81 NMC333 PAA+LA132 H 2 O H 2 O PET Yes Note: 1 The bag cell electrode assembly was spirally wound into a roll-type configuration before drying it.

Tabla 2Table 2

N.° Condiciones para el secado del separador Tiempo total Desecado al vacío Llenado de gas (horas)No. Conditions for separator drying Total time Vacuum drying Gas filling (hours)

Tiempo Temp. del Tiempo N.° de Time Temp. of Time No. of

Presión (Pa) Temp. (°C)Pressure (Pa) Temp. (°C)

(h) gas (°C) (min) ciclo(h) gas (°C) (min) cycle

Ejemplo 1 5.000 75, 90 2, 1,5 / / / 3,5 Ejemplo 3 1.000 85 4 / / / 4 Ejemplo 5 2.000 90 2,5 / / / 2,5 Ejemplo 7 2.000

Figure imgf000031_0001
100
Figure imgf000031_0002
2
Figure imgf000031_0003
/ 2 Ejemplo 8* 4.500 155 2 / / / 2 Ejemplo 9 1.000 120 2 / / / 2 Ejemplo 10 2.000 85 1 90 10 5 5,8 Ejemplo 11 1.000 110 3 / / / 3 EjemploExample 1 5,000 75.90 2, 1.5 / / / 3.5 Example 3 1,000 85 4 / / / 4 Example 5 2,000 90 2.5 / / / 2.5 Example 7 2,000
Figure imgf000031_0001
100
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two
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/ 2 Example 8* 4,500 155 2 / / / 2 Example 9 1,000 120 2 / / / 2 Example 10 2,000 85 1 90 10 5 5.8 Example 11 1,000 110 3 / / / 3 Example

comparativo 1 / / / / / / / Ejemplocomparison 1 / / / / / / / Example

comparativo 2 101.325 90 12 / / / 12 Ejemplo comparative 2 101.325 90 12 / / / 12 Example

comparativo 3 2.000 50 2,5 40 15 8 22 Ejemplo Comparative 3 2,000 50 2.5 40 15 8 22 Example

comparativo 4 2.000 90 2,5 / / / 2,5 Ejemplo comparative 4 2,000 90 2.5 / / / 2.5 Example

comparativo 5 2.000 90 2,5 / / / 2,5 Ejemplo Comparative 5 2,000 90 2.5 / / / 2.5 Example

comparativo 6 2.000 90 2,5 / / / 2,5 Ejemplo comparative 6 2,000 90 2.5 / / / 2.5 Example

comparativo 7 2.000 90 2,5 / / / 2,5 comparative 7 2,000 90 2.5 / / / 2.5

EjemploExample

comparativo 8 1.000 155 2 / / / 2 comparative 8 1,000 155 2 / / / 2

Tabla 3Table 3

N.° _____________________________ SeparadorNo. _____________________________ Divider

Contenido de agua (ppm) Resistencia al despegado (N/cm) Antes del Después del Antes del Después del presecado presecado presecado presecado Ejemplo 1 >500 58 0,07 0,08 Ejemplo 3 >1.000 43 0,06 0,07 Ejemplo 5 >800 52 0,09 0,11 Ejemplo 7 >800 42 / / Ejemplo 8* >1.000

Figure imgf000031_0004
0,075
Figure imgf000031_0005
0,035 Ejemplo 9 >1.000 32 0,08 0,085 Ejemplo 10 >1.000 13 0,085 0,09 Ejemplo 11 >1.000 37 0,07 0,06 Ejemplo comparativo 1 >800 / 0,06 / Ejemplo comparativo 2 >800 240 0,08 0,085 Ejemplo comparativo 3 >800 117 0,06 0,075 Ejemplo comparativo 4 >800 48 0,07 0,09 Ejemplo comparativo 5 >800 50 0,06 0,08 Ejemplo comparativo 6 >800 47 0,06 0,075 Ejemplo comparativo 7 >800 52 0,07 0,075 Ejemplo comparativo 8 >800 15 0,075 0,03Water content (ppm) Peel strength (N/cm) Before After Before After pre-drying pre-drying pre-drying pre-drying Example 1 >500 58 0.07 0.08 Example 3 >1,000 43 0.06 0.07 Example 5 >800 52 0.09 0.11 Example 7 >800 42 / / Example 8* >1,000
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0.075
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0.035 Example 9 >1,000 32 0.08 0.085 Example 10 >1,000 13 0.085 0.09 Example 11 >1,000 37 0.07 0.06 Comparative Example 1 >800 / 0.06 / Comparative Example 2 >800 240 0.08 0.085 Comparative Example 3 >800 117 0.06 0.075 Comparative Example 4 >800 48 0.07 0.09 Comparative Example 5 >800 50 0.06 0.08 Comparative Example 6 >800 47 0.06 0.075 Comparative Example 7 >800 52 0.07 0.075 Comparative Example 8 >800 15 0.075 0.03

Tabla 4Table 4

N.° Condiciones para el secado del conjunto de electrodos Tiempo total Desecado al vacío Llenado de gas (horas) Presión Temp Tiempo Temp. del Tiempo N.° deNo. Conditions for drying the electrode assembly Total time Vacuum drying Gas filling (hours) Pressure Temp Time Temp. of Time No. of

(Pa) (°C) (h) gas (°C) (min) ciclo(Pa) (°C) (h) gas (°C) (min) cycle

Ejemplo 2 5.000 100 2 90 15 10 22,5 Ejemplo 4 10.000 102 3 85 5 10 30,8 Ejemplo 6 1.000 110 2 100 10 10 21,7 Ejemplo 7 2.000 105 1,5 90 10 8 13,3 (continuación)Example 2 5,000 100 2 90 15 10 22.5 Example 4 10,000 102 3 85 5 10 30.8 Example 6 1,000 110 2 100 10 10 21.7 Example 7 2,000 105 1.5 90 10 8 13.3 (continuation)

N.° Condiciones para el secado del conjunto de electrodos Tiempo total Desecado al vacío Llenado de gas (horas) Presión Temp Tiempo Temp. del Tiempo N.° deNo. Conditions for drying the electrode assembly Total time Vacuum drying Gas filling (hours) Pressure Temp Time Temp. of Time No. of

(Pa) (°C) (h) gas (°C) (min) ciclo(Pa) (°C) (h) gas (°C) (min) cycle

Ejemplo 8* 2.000 105 1,5 90 10 8 13,3 Ejemplo 9 2.000 105 1,5 90 10 8 13,3 Ejemplo 10 1.000 110 2 100 10 10 21,7 Ejemplo 11 1.000 110 3 90 10 10 31,7 EjemploExample 8* 2,000 105 1.5 90 10 8 13.3 Example 9 2,000 105 1.5 90 10 8 13.3 Example 10 1,000 110 2 100 10 10 21.7 Example 11 1,000 110 3 90 10 10 31.7 Example

comparativo 1 1.000 110 2 100 10 10 21,7 Ejemplo comparative 1 1,000 110 2 100 10 10 21.7 Example

comparativo 2 1.000 110 2 100 10 10 21,7 Ejemplo comparative 2 1,000 110 2 100 10 10 21.7 Example

comparativo 3 1.000 110 2 100 10 10 21,7 Ejemplo comparative 3 1,000 110 2 100 10 10 21.7 Example

comparativo 4 1.000 160 2 100 10 10 21,7 Ejemplo comparative 4 1,000 160 2 100 10 10 21.7 Example

comparativo 5 1.000 65 2 100 10 10 21,7 Ejemplo comparative 5 1,000 65 2 100 10 10 21.7 Example

comparativo 6 1.000 110 24 / / / 24 Ejemplo comparative 6 1,000 110 24 / / / 24 Example

comparativo 7 1.000 110 2 100 10 3 6,5 Ejemplo comparative 7 1,000 110 2 100 10 3 6.5 Example

comparativo 8 1.000 110 3 100 10 10 31,7 comparative 8 1,000 110 3 100 10 10 31.7

Tabla 5Table 5

N ° Contenido de agua del conjunto de Retención de capacidad electrodos (ppm) N.° de ciclo Retención (%) Ejemplo 2 15 598 93,9 Ejemplo 4 23 452 95,0 Ejemplo 6

Figure imgf000032_0001
561
Figure imgf000032_0002
94,3
Figure imgf000032_0003
No. Water content of electrode assembly Capacity Retention (ppm) Cycle No. Retention (%) Example 2 15 598 93.9 Example 4 23 452 95.0 Example 6
Figure imgf000032_0001
561
Figure imgf000032_0002
94.3
Figure imgf000032_0003

Ejemplo 7 18 512 94,1 Ejemplo 8* 14 216 94,7 Ejemplo 9 16 607 94,4 Ejemplo 10 9 634 94,2 Ejemplo 11 19 560 94,3 Ejemplo comparativo 1 222 186 94 Ejemplo comparativo 2 145 222 94,4 Ejemplo comparativo 3 79 292 94,1 Ejemplo comparativo 4 18 170 94,2 Ejemplo comparativo 5 101 220 94,5 Ejemplo comparativo 6 164 230 94,3 Ejemplo comparativo 7 50 260

Figure imgf000032_0004
94,7 Ejemplo comparativo 8 20 250 94,4Example 7 18 512 94.1 Example 8* 14 216 94.7 Example 9 16 607 94.4 Example 10 9 634 94.2 Example 11 19 560 94.3 Comparative Example 1 222 186 94 Comparative Example 2 145 222 94.4 Comparative Example 3 79 292 94.1 Comparative Example 4 18 170 94.2 Comparative Example 5 101 220 94.5 Comparative Example 6 164 230 94.3 Comparative Example 7 50 260
Figure imgf000032_0004
94.7 Comparative example 8 20 250 94.4

* Tablas 1-5: Ejemplo 8 no de acuerdo con la presente invención | * Tables 1-5: Example 8 not according to the present invention |

Claims (15)

REIVINDICACIONES 1. Un método de preparación de un conjunto de electrodos, que comprende las etapas de:1. A method of preparing an electrode assembly, comprising the steps of: 1) secar previamente un separador al vacío a una presión inferior a 25 kPa y una temperatura de 50 °C a 150 °C en una cámara de secado para obtener un separador presecado;1) pre-drying a separator under vacuum at a pressure of less than 25 kPa and a temperature of 50 °C to 150 °C in a drying chamber to obtain a pre-dried separator; 2) apilar al menos un ánodo, al menos un cátodo y al menos un separador presecado interpuesto entre el al menos un ánodo y al menos un cátodo para obtener el conjunto de electrodos;2) stacking at least one anode, at least one cathode and at least one pre-dried separator interposed between the at least one anode and at least one cathode to obtain the set of electrodes; 3) secar el conjunto de electrodos al vacío a una temperatura de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 150 °C;3) dry the electrode array under vacuum at a temperature of about 70°C to about 150°C; 4) llenar la cámara de secado con aire seco o gas inerte; y4) fill the drying chamber with dry air or inert gas; Y 5) repetir las etapas 3) y 4) al menos 5 veces;5) repeat steps 3) and 4) at least 5 times; en donde cada iteración de la etapa 3) dura un período de tiempo de 5 minutos a 12 horas;where each iteration of step 3) lasts for a period of time from 5 minutes to 12 hours; en donde el contenido de agua del separador presecado es inferior a 80 ppm enwhere the water content of the pre-dried separator is less than 80 ppm in peso, basado en el peso total del separador presecado, medido por valoración coulométrica de Karl-Fischer. weight, based on the total weight of the pre-dried separator, measured by coulometric Karl-Fischer titration. 2. El método de la reivindicación 1, en donde el separador es una tela no tejida que consiste en fibras naturales o poliméricas, y en donde las fibras poliméricas tienen un punto de fusión de 200 °C o superior.2. The method of claim 1, wherein the separator is a nonwoven fabric consisting of natural or polymeric fibers, and wherein the polymeric fibers have a melting point of 200°C or higher. 3. El método de la reivindicación 1, en donde el separador está hecho de fibras poliméricas seleccionadas del grupo que consiste en poliolefina, polietileno de peso molecular ultraalto, polipropileno, copolímero de polipropileno/polietileno, polibutileno, polipenteno, poliacetal, poliamida, policarbonato, poliimida, poliéter éter cetona, polisulfonas, óxido de polifenileno, sulfuro de polifenileno, poliacrilonitrilo, fluoruro de polivinilideno, polioximetileno, polivinilpirrolidona, poliéster, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, naftaleno de polietileno, naftalato de polibutileno y combinaciones de los mismos.3. The method of claim 1, wherein the spacer is made of polymeric fibers selected from the group consisting of polyolefin, ultra-high molecular weight polyethylene, polypropylene, polypropylene/polyethylene copolymer, polybutylene, polypentene, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyether ether ketone, polysulfones, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyoxymethylene, polyvinylpyrrolidone, polyester, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalene, polybutylene naphthalate, and combinations thereof. 4. El método de la reivindicación 1, en donde el separador se seca previamente durante un período de tiempo de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 12 horas, o de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 8 horas.4. The method of claim 1, wherein the separator is pre-dried for a period of time from about 2 hours to about 12 hours, or from about 2 hours to about 8 hours. 5. El método de la reivindicación 1, que además comprende una etapa de llenado de la cámara de secado con aire seco o gas inerte después de la etapa 1).5. The method of claim 1, further comprising a step of filling the drying chamber with dry air or inert gas after step 1). 6. El método de la reivindicación 5, que además comprende repetir las etapas de secado al vacío y llenado de gas al menos 2 veces.6. The method of claim 5, further comprising repeating the vacuum drying and gas filling steps at least 2 times. 7. El método de la reivindicación 1, en donde el separador comprende un material base poroso y una capa porosa protectora que reviste una o ambas superficies del material base poroso, en donde la capa porosa protectora comprende un material aglutinante y una carga inorgánica, y en donde la resistencia al despegado entre el material base poroso y la capa porosa protectora es de 0,04 N/cm o más, o de 0,1 N/cm o más.7. The method of claim 1, wherein the separator comprises a porous base material and a protective porous layer coating one or both surfaces of the porous base material, wherein the protective porous layer comprises a binder material and an inorganic filler, and wherein the peel strength between the porous base material and the protective porous layer is 0.04 N/cm or more, or 0.1 N/cm or more. 8. El método de la reivindicación 7, en donde la carga inorgánica se selecciona del grupo que consiste en AhO3, SiO2, TO2, ZrO2, BaOx, ZnO, CaCO3, TiN, AlN, MTO3, K2OnTiO2, Na2OmTiO2, y combinaciones de los mismos, en donde X es 1 o 2; M es Ba, Sr o Ca; n es 1, 2, 4, 6 u 8; y m es 3 o 6; y en donde el material aglutinante se selecciona del grupo que consiste en caucho de estireno-butadieno, caucho de estireno-butadieno acrilado, copolímero de acrilonitrilo, caucho de acrilonitrilo-butadieno, caucho de nitrilo y butadieno, copolímero de acrilonitrilo-estirenobutadieno, caucho de acrilo, caucho de butilo, caucho de flúor, politetrafluoroetileno, polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno/propileno, polibutadieno, óxido de polietileno, polietileno clorosulfonado, polivinilpirrolidona, polivinilpiridina, alcohol polivinílico, acetato de polivinilo, poliepiclorohidrina, polifosfaceno, poliacrilonitrilo, poliestireno, látex, resinas acrílicas, resinas fenólicas, resinas epoxídicas, carboximetilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, acetato de celulosa, acetato butirato de celulosa, propionato acetato de celulosa, cianoetilcelulosa, cianoetilsacarosa, poliéster, poliamida, poliéter, poliimida, policarboxilato, ácido policarboxílico, ácido poliacrílico, poliacrilato, ácido polimetacrílico, polimetacrilato, poliacrilamida, poliuretano, polímero fluorado, polímero clorado, una sal de ácido algínico, fluoruro de polivinilideno, poli(fluoruro de vinilideno)-hexafluoropropeno y combinaciones de los mismos.8. The method of claim 7, wherein the inorganic filler is selected from the group consisting of AhO3, SiO2, TO2, ZrO2, BaOx, ZnO, CaCO3, TiN, AlN, MTO3, K2OnTiO2, Na2OmTiO2, and combinations thereof. , where X is 1 or 2; M is Ba, Sr or Ca; n is 1, 2, 4, 6 or 8; and m is 3 or 6; and wherein the binder material is selected from the group consisting of styrene-butadiene rubber, acrylated styrene-butadiene rubber, acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer, Acryl, Butyl Rubber, Fluorine Rubber, Polytetrafluoroethylene, Polyethylene, Polypropylene, Ethylene/Propylene Copolymers, Polybutadiene, Polyethylene Oxide, Chlorosulfonated Polyethylene, Polyvinylpyrrolidone, Polyvinylpyridine, Polyvinyl Alcohol, Polyvinyl Acetate, Polyepichlorohydrin, Polyphosphazene, Polyacrylonitrile, Polystyrene, latex, acrylic resins, phenolic resins, epoxy resins, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, polyester, polyamide, polyether, polyimide, polycarboxylate, polycarboxylic acid, polyacrylic acid, polyacrylate , acid p olymethacrylic, polymethacrylate, polyacrylamide, polyurethane, fluoropolymer, chlorinated polymer, alginic acid salt, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropene, and combinations thereof. 9. El método de la reivindicación 8, en donde la proporción en peso entre la carga inorgánica y el material aglutinante es de aproximadamente 99:1 a aproximadamente 1:1.9. The method of claim 8, wherein the weight ratio of inorganic filler to binder material is from about 99:1 to about 1:1. 10. El método de la reivindicación 1, en donde el separador tiene una porosidad de aproximadamente el 40% a aproximadamente el 97 %.10. The method of claim 1, wherein the separator has a porosity of from about 40% to about 97%. 11. El método de la reivindicación 1, en donde el conjunto de electrodos se seca a una presión inferior a 25 kPa, inferior a 15 kPa, inferior a 10 kPa o inferior a 5 kPa.11. The method of claim 1, wherein the electrode assembly is dried at a pressure of less than 25 kPa, less than 15 kPa, less than 10 kPa or less than 5 kPa. 12. El método de la reivindicación 1, en donde el conjunto de electrodos se seca durante un período de tiempo de aproximadamente 2 horas a aproximadamente 24 horas, o de aproximadamente 4 horas a aproximadamente 12 horas. 12. The method of claim 1, wherein the electrode assembly is dried for a period of time from about 2 hours to about 24 hours, or from about 4 hours to about 12 hours. 13. El método de la reivindicación 1, en donde el contenido de agua del separador es más de 500 ppm en peso, basado en el peso total del separador.13. The method of claim 1, wherein the water content of the separator is greater than 500 wppm, based on the total weight of the separator. 14. El método de la reivindicación 1, en donde el contenido de agua del separador presecado es inferior a 50 ppm en peso, basado en el peso total del separador presecado.14. The method of claim 1, wherein the water content of the pre-dried separator is less than 50 ppm by weight, based on the total weight of the pre-dried separator. 15. El método de la reivindicación 1, en donde el contenido de agua del conjunto de electrodos seco es inferior a 20 ppm en peso, basado en el peso total del conjunto de electrodos seco. 15. The method of claim 1, wherein the water content of the dry electrode assembly is less than 20 ppm by weight, based on the total weight of the dry electrode assembly.
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